A pesquisa do telescópio de raios-X eROSITA do céu noturno revelou processos extremos e violentos no universo, incluindo estrelas estranhamente proibidas e buracos negros em erupção
A mais ampla pesquisa de raios-X do céu noturno revelou alguns dos processos mais extremos e violentos do universo, desde estrelas proibidas até buracos negros supermassivos pulsantes, bem como traçou a estrutura geral em teia do universo.
O telescópio de raios-X eROSITA, que foi lançado a bordo do observatório espacial russo-alemão Spektr-RG em 2019, é projetado para capturar a visão mais ampla e sensível do universo em raios-X. Esta luz é produzida em eventos de ultra-alta energia, como quando o gás é aquecido a milhões de graus ao redor de buracos negros ou entre galáxias. “O poder do instrumento é tal que supera qualquer coisa que tenha sido usada para fazer pesquisas semelhantes em raios-X, por uma margem considerável”, diz Andrea Merloni no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre na Alemanha.
Os dados preliminares do telescópio já levaram a descobertas, como a identificação de bolhas colossais de plasma emissor de raios-X em nossa galáxia, a Via Láctea. Sua operação foi suspensa em 2022 após a Rússia invadir a Ucrânia, mas um conjunto completo de dados da primeira das quatro passagens pelo céu noturno, consistindo em mais de 700.000 buracos negros supermassivos em galáxias distantes e 180.000 estrelas emissor de raios-X da Via Láctea, agora foi compartilhado com astrônomos. Aqui estão algumas das descobertas mais surpreendentes.
Buracos negros supermassivos pulsantes
O eROSITA encontrou duas erupções quase periódicas (QPE), explosões de raios-X extremamente poderosas que se repetem a cada poucas horas e originam-se de buracos negros supermassivos semelhantes em tamanho ao que está no centro da Via Láctea. Os astrônomos só conheciam quatro QPEs antes disso, elevando o total para seis.
Esses eventos podem parecer mais brilhantes para nós do que a luz de todas as estrelas de sua galáxia juntas. Não há uma explicação clara de como eles acontecem, mas os astrônomos pensam que provavelmente têm algo a ver com estrelas massivas orbitando muito perto do buraco negro e tendo sua matéria sugada. “Ao olhar para essas erupções periódicas, podemos inferir muitas coisas sobre as estrelas muito próximas aos buracos negros supermassivos”, diz Merloni, que esteve envolvido em muitas das descobertas.
Estrelas proibidas misteriosas
Estrelas jovens ou que giram rapidamente tendem a produzir muita radiação de raios-X, mas à medida que envelhecem e se tornam gigantes vermelhas ou supergigantes, elas diminuem a velocidade e produzem menos ou quase nenhum raio-X observável. O eROSITA encontrou um grupo de 16 gigantes vermelhas e supergigantes que parecem estar inusitadamente ativas, exibindo um comportamento que não deveriam. “Vemos que não são muitas, mas porque agora temos [dados de] centenas de milhares de estrelas, começamos a ver cerca de uma dúzia desses gigantes com emissão de raios-X”, diz Merloni.
Os astrônomos pensam que essas velhas estrelas vigorosas podem estar sendo estimuladas por uma estrela companheira invisível, que está injetando energia e matéria na velhice das estrelas.
O complexo Chifre de Cabra
Além de identificar objetos menores e individuais, o eROSITA também avistou algumas estruturas muito maiores, como as gigantescas bolhas de raios-X da Via Láctea. Essas manchas de radiação podem ser muito fracas, mas a sensibilidade do telescópio significa que ainda pode detectá-las. Ao escanear uma parte do céu do sul, os astrônomos avistaram outra dessas áreas fracas usando o eROSITA, que eles batizaram de complexo Chifre de Cabra após uma forma brilhante e torcida perto de sua base.
Não está claro o que está causando as emissões de raios-X para criar essa forma geral no céu, que cobre muitas constelações estelares, incluindo Dorado, Hydra e Chamaeleon, mas parece estar na mesma região geral do céu que outra mancha inexplicada de radiação de ondas de rádio, conhecida como laço de rádio XII. Se as duas manchas de radiação de diferentes energias estiverem ligadas, elas podem ter uma origem comum, como de uma explosão de supernova antiga, estrelas recém-formadas ou gás quente ao redor de uma galáxia satélite da Via Láctea. Seja qual for, entender a origem do complexo Chifre de Cabra nos ajudará a preencher um pouco mais da história do nosso universo, diz Merloni.
O mais longo filamento de raios-X intergaláctico
Os astrônomos acreditam que grande parte da matéria do universo não se encontra dentro de estrelas ou galáxias, mas em vastas piscinas de gás entre aglomerados de galáxias. Este gás é extremamente quente, cerca de um milhão de graus, e só pode ser visto usando raios-X, mas ainda é incrivelmente fraco. Usando a pesquisa eROSITA, os cientistas agora avistaram um fio desse gás quente ligando dois aglomerados de galáxias. Ele se estende por mais de 40 milhões de anos-luz, uma distância três vezes maior que os próprios aglomerados e o mais longo do seu tipo.
O universo em teia de aranha
O filamento estranhamente longo não é o único por aí e é o começo de vermos um quadro muito maior. Parece ser apenas um segmento de uma vasta teia cósmica que liga aglomerados de galáxias. Essa teia foi mapeada de forma aproximada olhando para as próprias galáxias, muito como você pode ver uma teia de aranha por causa do orvalho da manhã preso a seus fios, mas ainda há muito que não sabemos sobre ela. Os próprios filamentos de gás quente foram impossíveis de imaginar até o eROSITA. “Ainda não chegamos ao ponto em que você pode ver toda essa estrutura filamentar, mas começamos a ver alguns desses filamentos em casos individuais mais favoráveis”, diz Merloni. Esperam-se em breve mais resultados do eROSITA, que deverão nos ajudar a mapear esse universo em teia de aranha em detalhes.
