Fazer um esforço extra para imaginar um saca-rolhas gigantes e fraco, rastreado por prótons e elétrons rápidos disparados de um microquasar misterioso, recompensado por um casal de astrofísicos que obtiveram novas idéias sobre o funcionamento interno da besta e também resolveram uma longa disputa sobre a distância do objeto.
Os astrofísicos usaram o radiotelescópio Very Large Array (VLA) da National Science Foundation para capturar os detalhes mais fracos já vistos nos jatos de plasma emergentes do microquasar SS 433, um objeto já apelidado de "enigma do século". Como resultado, eles mudaram a compreensão dos jatos pelos cientistas e resolveram a controvérsia ao longo da distância "além de qualquer dúvida razoável", disseram eles.
SS 433 é uma estrela de nêutrons ou um buraco negro orbitado por uma estrela companheira "normal". A poderosa gravidade da estrela de nêutrons ou do buraco negro atrai o material do vento estelar de seu companheiro para um disco de acumulação de material que circula firmemente o denso objeto central antes de ser puxado para ele. Esse disco impulsiona jatos de prótons e elétrons rápidos para fora de seus pólos a cerca de um quarto da velocidade da luz. O disco na SS 433 oscila como o topo de uma criança, fazendo com que seus jatos rastreiem um parafuso de saca-rolhas no céu a cada 162 dias.
O novo estudo VLA indica que a velocidade das partículas ejetadas varia ao longo do tempo, ao contrário do modelo tradicional da SS 433.
"Descobrimos que a velocidade real varia entre 24% e 28% da velocidade da luz, em vez de permanecer constante", disse Katherine Blundell, da Universidade de Oxford, no Reino Unido. "Surpreendentemente, os jatos que seguem as duas direções mudam suas velocidades simultaneamente, produzindo velocidades idênticas nas duas direções a qualquer momento", acrescentou Blundell. Blundell trabalhou com Michael Bowler, também de Oxford. As descobertas dos cientistas foram aceitas pelo Astrophysical Journal Letters.
A nova imagem do VLA mostra duas voltas completas do saca-rolhas dos jatos em ambos os lados do núcleo. A análise da imagem mostrou que se o material viesse do núcleo a uma velocidade constante, os caminhos do jato não corresponderiam com precisão aos detalhes da imagem.
"Ao simular ejeções em velocidades variadas, conseguimos produzir uma correspondência exata com a estrutura observada", explicou Blundell. Os cientistas fizeram sua partida com um dos jatos. "Ficamos surpresos ao ver que as velocidades variáveis que correspondiam à estrutura de um jato também reproduziam exatamente o caminho do outro jato", disse Blundell. Combinar as velocidades nos dois jatos reproduzia a estrutura observada, mesmo admitindo o fato de que, como um jato está se afastando mais de nós do que o outro, leva mais tempo para chegar até ele, acrescentou.
Os astrofísicos especulam que as mudanças na velocidade de ejeção podem ser causadas por mudanças na taxa na qual o material é transferido da estrela companheira para o disco de acreção.
A nova imagem detalhada do VLA também permitiu aos astrofísicos determinar que o SS 433 está a quase 18.000 anos-luz de distância da Terra. Estimativas anteriores tinham o objeto, na constelação de Áquila, em torno de 10.000 anos-luz. Uma distância precisa, disseram os cientistas, agora permite que eles determinem melhor a idade da concha de detritos explodida pela explosão da supernova que criou o objeto denso e compacto no microquasar. Conhecer a distância com precisão também permite que eles medam o brilho real dos componentes do microquasar, e isso, eles disseram, melhora sua compreensão dos processos físicos em funcionamento no sistema.
A imagem inovadora foi criada usando 10 horas de tempo de observação com o VLA em uma configuração que maximiza a capacidade do VLA de ver detalhes. Representa a “exposição no tempo” mais longa da SS 433 nos comprimentos de onda do rádio e, portanto, mostra os mínimos detalhes. Também representa a melhor imagem que pode ser feita com a tecnologia atual. Como os jatos da SS 433 estão se movendo, sua imagem seria "borrada" em uma observação mais longa. Para ver detalhes ainda mais fracos nos jatos, os astrofísicos devem aguardar a maior sensibilidade do VLA Expandido, programado para se tornar disponível em alguns anos.
O SS 433 foi o primeiro exemplo do que agora são chamados de microquasares, sistemas binários com uma estrela de nêutrons ou um buraco negro orbitado por outra estrela e emitindo jatos de material em alta velocidade. O estranho sistema estelar recebeu uma ampla cobertura da mídia no final dos anos 70 e início dos anos 80. Um artigo da Sky & Telescope de 1981 foi intitulado "SS 433 - Enigma do século".
Como se pensa que os microquasares em nossa própria Via Láctea produzem seus jatos de alta velocidade de material através de processos semelhantes aos que produzem jatos a partir dos núcleos das galáxias, os microquasares próximos servem como um "laboratório" conveniente para estudar a física dos jatos. Os microquasares estão mais próximos e mostram mudanças mais rapidamente do que seus primos maiores.
Katherine Blundell é bolsista de pesquisa universitária financiada pela Royal Society do Reino Unido.
O Observatório Nacional de Radioastronomia é uma instalação da National Science Foundation, operada sob acordo de cooperação pela Associated Universities, Inc.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NRAO
