A missão espacial XRISM descobriu um mistério nos ventos cósmicos que está fazendo os cientistas repensarem tudo o que sabiam sobre esses poderosos fluxos de matéria e energia. Portanto, essa revelação promete mudar nossa compreensão sobre como as galáxias evoluem e se transformam ao longo do tempo.
O Que São os Ventos Cósmicos e Por Que Eles Importam
Os ventos cósmicos são fluxos poderosos de matéria e energia que emergem de discos de acreção ao redor de objetos compactos. Além disso, esses ventos não são apenas curiosidades científicas – eles são verdadeiros agentes de mudança no universo.
Dessa forma, esses fluxos podem desencadear a formação de estrelas ao provocar o colapso de nuvens moleculares gigantes. Contudo, eles também podem interromper completamente esse processo, aquecendo e dispersando essas mesmas nuvens. Assim, os astrônomos chamam esse fenômeno de “feedback”, um mecanismo tão poderoso que pode controlar o crescimento de galáxias inteiras.
A Descoberta Surpreendente da Missão XRISM
Em 25 de fevereiro de 2024, a missão XRISM utilizou seu instrumento Resolve para observar a estrela de nêutrons GX13+1. Portanto, os cientistas esperavam testemunhar detalhes nunca vistos antes sobre como esses ventos se formam.
Segundo a ESA, GX13+1 é o núcleo queimado de uma estrela que já foi muito maior. Além disso, ela se tornou uma fonte brilhante de raios-X devido ao disco de matéria quente que está gradualmente espiralando em direção à sua superfície.
Contudo, poucos dias antes das observações planejadas, algo extraordinário aconteceu. Assim, GX13+1 ficou inesperadamente mais brilhante, alcançando ou até superando o chamado limite de Eddington.
O Limite de Eddington e o Espetáculo Cósmico
O limite de Eddington representa um teto teórico fascinante. Portanto, quando mais matéria cai sobre um objeto compacto como uma estrela de nêutrons, mais energia é liberada. Dessa forma, quanto mais rápida é essa liberação de energia, maior é a pressão exercida sobre o material que ainda está caindo.
No limite de Eddington, a quantidade de luz de alta energia produzida é suficiente para transformar quase todo o material em queda em um vento cósmico. Assim, o Resolve estava observando GX13+1 exatamente quando esse evento impressionante ocorreu.
De acordo com dados da pesquisa, Chris Done, da Universidade de Durham no Reino Unido, declarou que não teriam conseguido agendar esse momento mesmo se tivessem tentado. “O sistema passou de cerca de metade de sua radiação máxima para algo muito mais intenso, criando um vento mais denso do que jamais havíamos visto”, explicou a pesquisadora.
O Mistério nos Ventos Cósmicos: Uma Velocidade Inesperada
Aqui reside o verdadeiro mistério nos ventos cósmicos. Contudo, apesar da intensidade espetacular, o vento não estava viajando na velocidade que os cientistas esperavam. Portanto, ele permaneceu em torno de 1 milhão de km/h.
Embora essa velocidade seja impressionante para qualquer padrão terrestre, ela é decididamente lenta quando comparada aos ventos cósmicos produzidos perto do limite de Eddington em torno de buracos negros supermassivos. Assim, nessa situação, os ventos podem atingir 20 a 30 por cento da velocidade da luz – mais de 200 milhões de km/h.
Comparando Ventos de Diferentes Origens
Segundo a ESA, essa não foi a única diferença observada pela equipe. Além disso, o XRISM havia revelado anteriormente um vento de um buraco negro supermassivo no limite de Eddington. Contudo, lá o vento era ultrarápido e fragmentado, enquanto o vento em GX13+1 é lento e flui suavemente.
“Os ventos eram completamente diferentes, mas vêm de sistemas que são essencialmente os mesmos em termos do limite de Eddington”, questiona Chris Done. Portanto, se esses ventos são realmente impulsionados apenas pela pressão de radiação, por que são tão diferentes?
A Temperatura do Disco de Acreção Faz Toda a Diferença
A equipe propôs uma explicação fascinante que envolve a temperatura do disco de acreção. Assim, contraintuitivamente, os buracos negros supermassivos tendem a ter discos de acreção com temperaturas mais baixas do que aqueles ao redor de sistemas binários de massa estelar.
Dessa forma, isso acontece porque os discos de acreção em torno de buracos negros supermassivos são maiores. Além disso, eles são mais luminosos, mas seu poder está espalhado por uma área maior – tudo é proporcionalmente maior ao redor de um grande buraco negro.
Portanto, o tipo típico de radiação liberada por um disco de acreção de buraco negro supermassivo é ultravioleta, que carrega menos energia do que os raios-X liberados pelos discos de acreção binários estelares.
Como a Radiação Ultravioleta Impulsiona Ventos Mais Rápidos
Segundo a pesquisa publicada na Nature, a luz ultravioleta interage com a matéria muito mais facilmente do que os raios-X. Assim, Chris Done e seus colegas especulam que isso pode empurrar a matéria de forma mais eficiente, criando os ventos mais rápidos observados em sistemas de buracos negros.
Contudo, essa descoberta promete remodelar nossa compreensão de como energia e matéria interagem em alguns dos ambientes mais extremos do Universo. Portanto, ela fornece uma janela mais completa para os mecanismos complexos que moldam galáxias e impulsionam a evolução cósmica.
O Futuro da Pesquisa de Ventos Cósmicos
De acordo com a ESA, a resolução sem precedentes do XRISM permite investigar esses objetos – e muitos outros – com muito mais detalhes. Além disso, isso abre caminho para telescópios de raios-X de alta resolução da próxima geração, como o NewAthena.
Dessa forma, Camille Diez, pesquisadora da ESA, destaca que essas observações estão pavimentando o caminho para uma nova era na astronomia de raios-X. Assim, cada descoberta nos aproxima de compreender os processos fundamentais que governam o cosmos.
Conclusão: Desvendando os Segredos do Universo
O mistério nos ventos cósmicos revelado pela missão XRISM demonstra que ainda há muito a aprender sobre o universo. Portanto, essas descobertas não apenas desafiam teorias estabelecidas, mas também abrem novas possibilidades para entender como as galáxias evoluem.
Além disso, cada observação do XRISM nos aproxima de compreender os mecanismos que moldam o cosmos em suas escalas mais extremas. Assim, convidamos você a explorar mais matérias fascinantes sobre astronomia e exploração espacial aqui no Rolê no Espaço.
FAQ: Perguntas Frequentes sobre Ventos Cósmicos
O que é a missão XRISM?
A missão XRISM é um observatório espacial de raios-X lançado em setembro de 2023, liderado pela agência espacial japonesa JAXA em parceria com NASA e ESA, capaz de medir a energia de fótons individuais com resolução sem precedentes.
O que são ventos cósmicos?
Ventos cósmicos são fluxos poderosos de matéria e energia que emergem de discos de acreção ao redor de objetos compactos como buracos negros e estrelas de nêutrons, capazes de influenciar a formação de estrelas e o crescimento de galáxias.
O que é o limite de Eddington?
O limite de Eddington é um teto teórico onde a energia liberada por um objeto compacto é tão intensa que a pressão de radiação transforma quase toda a matéria em queda em um vento cósmico poderoso.
Por que os ventos de GX13+1 são mais lentos?
Segundo os cientistas, a diferença de velocidade pode estar relacionada à temperatura do disco de acreção: discos mais quentes em sistemas estelares emitem raios-X, enquanto discos mais frios em buracos negros supermassivos emitem luz ultravioleta, que interage mais eficientemente com a matéria.
Qual a velocidade dos ventos cósmicos em GX13+1?
Os ventos observados em GX13+1 viajam a aproximadamente 1 milhão de km/h, muito mais lentos que os ventos de buracos negros supermassivos que podem atingir 20 a 30% da velocidade da luz.
Como os ventos cósmicos afetam as galáxias?
Os ventos cósmicos podem desencadear a formação de estrelas ao colapsar nuvens moleculares ou impedi-la completamente ao aquecer e dispersar essas nuvens, controlando assim o crescimento e evolução das galáxias.
O que é uma estrela de nêutrons?
Uma estrela de nêutrons é o núcleo ultra-denso remanescente de uma estrela massiva após sua explosão em supernova, composta principalmente de nêutrons e com densidade extremamente alta.
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Fonte: Artigo ESA