Astrônomos descobrem novo ‘círculo de rádio estranho’ perto do centro da nossa galáxia

Um anel misterioso, invisível em todos os comprimentos de onda, exceto rádio, pode ser um vestígio de uma estrela dramaticamente instável trocando de pele.

Com informações de Live Science.

Um misterioso anel de luz de rádio pode ter sido criado por um tipo de estrela massiva com um poderoso vento de radiação soprando para longe suas camadas externas, de acordo com astrônomos que fizeram a descoberta com o radiotelescópio MeerKAT na África do Sul.

Em 2019, astrônomos conduzindo uma pesquisa com o telescópio Australian Square Kilometer Array Pathfinder, ou ASKAP, notaram vários anéis estranhos de luz de rádio, indetectáveis ​​em qualquer outro comprimento de onda de luz e sem nenhuma fonte óbvia. Os astrônomos os chamaram de ‘círculos de rádio estranhos’, ou ORCs para abreviar.

Atualmente, apenas alguns são conhecidos, mas agora foi descoberto um novo ORC que quebra todas as regras.

O ASKAP é um precursor tecnológico do Square Kilometer Array (SKA), que será um conjunto gigante de pratos de rádio e antenas dividido entre a Austrália e a África do Sul. Então é apropriado que a África do Sul também tenha seu próprio observatório precursor do SKA, na forma do MeerKAT, originalmente o Karou Radio Telescope, baseado no Parque Nacional Meerkat do país.

Foi em observações feitas com o MeerKAT em novembro de 2022 que astrônomos liderados por Cristobal Bordiu do Observatório de Catania na Itália avistaram algo fora do comum. Era um ORC, mas não está onde deveria estar.

Antes dessa descoberta, todos os ORCs anteriores foram encontrados em altas latitudes galácticas. Em outras palavras, eles estão bem acima do plano da nossa galáxia Via Láctea , o que significa que eles estão muito próximos de nós dentro da nossa galáxia, ou são extragalácticos. De fato, vários ORCs contêm uma galáxia no meio do anel, e acredita-se que esses ORCs tenham sido produzidos por uma explosão daquela galáxia, talvez de um evento de explosão estelar resultando em muitas supernovas, ou uma fusão entre dois buracos negros supermassivos resultando em um pulso de energia.

Este novo ORC, no entanto, está apenas seis graus acima do plano da nossa galáxia, bem no meio da Via Láctea como apresentada no céu. Além disso, parece, do nosso ponto de vista, estar bem perto do centro galáctico. No entanto, isso pode ser apenas uma coincidência — pode estar muito mais perto, ou muito mais longe, do que o centro da nossa galáxia, que está a 26.000 anos-luz de distância.

O ORC, catalogado como J1802–3353, foi apelidado de Kýklos por seus descobridores, uma palavra que significa círculo em grego. Kýklos abrange 80 segundos de arco no céu — um segundo de arco é 1/3.600 de um grau. O anel em si só é visto em comprimentos de onda de rádio, onde é fraco, irregular, fino (apenas 6 segundos de arco de espessura) e quase um círculo perfeito. Seu espectro de rádio é surpreendentemente plano, o que significa que não tem nenhuma linha espectral notável ao contrário dos ORCs anteriores.

A equipe de Bordiu percebeu que esse ORC poderia ser algo novo, mas antes que pudessem determinar isso, eles tiveram que descartar outras possibilidades.

A missão Gaia da Agência Espacial Europeia catalogou três galáxias que por acaso estão dentro de Kýklos no céu. Uma galáxia em particular está a apenas 3 segundos de arco do centro do anel, mas se Kýklos foi produzido por esta galáxia, então explicar por que ela tem um espectro tão plano comparado a outros ORCs conectados a galáxias seria um desafio.

Se Kýklos não for extragaláctico, então deve estar em nossa galáxia Via Láctea, o que sugere uma origem estelar. Os remanescentes de supernovas são frequentemente estruturas nebulares redondas produzidas pela onda de choque de uma estrela em explosão colidindo com o gás e a poeira no meio interestelar.

No entanto, remanescentes de supernovas geralmente produzem raios X também, e nenhum raio X foi detectado vindo de Kýklos. Embora vários pulsares, que são estrelas de nêutrons giratórias criadas por algumas supernovas, tenham sido detectados dentro do anel do nosso ponto de vista, não temos informações de distância sobre eles para dizer se estão conectados ao anel ou se sua localização é meramente uma coincidência de linha de visão.

Talvez Kýklos seja uma nebulosa planetária, que é o envelope descartado de uma estrela moribunda parecida com o Sol. Uma nebulosa planetária geralmente cresce até cerca de 3 anos-luz de largura antes de se dispersar; se Kýklos fosse uma nebulosa planetária, ela deveria ser anormalmente grande, ou estar razoavelmente próxima de nós, para aparecer com 80 segundos de arco de largura no céu. (Para comparação, possivelmente a nebulosa planetária mais famosa é a Nebulosa do Anel na constelação de Lyra, que tem 230 segundos de arco de largura a uma distância de 2.200 anos-luz.) No entanto, uma nebulosa planetária produz emissão óptica, especificamente em luz de hidrogênio-alfa, mas nenhuma luz desse tipo foi detectada.

Em vez disso, talvez o anel tenha sido produzido por uma estrela massiva e instável, especificamente uma estrela Wolf–Rayet. Como uma estrela Wolf–Rayet é tão massiva, ela é capaz de gerar um poderoso vento de radiação que sopra suas camadas externas profundamente no espaço, reduzindo sua massa e tornando-a mais estável. Estrelas Wolf–Rayet são frequentemente reconhecidas pela nebulosa que elas sopram, ou por sua composição — com seu envelope de hidrogênio lançado à deriva, os elementos mais pesados, como hélio e oxigênio dentro de suas camadas mais profundas, são expostos.

Embora nenhuma nebulosa Wolf–Rayet seja aparente dentro de Kýklos, isso não é um problema, já que o vento de radiação rápida de uma estrela Wolf–Rayet destrói rapidamente a nebulosa empoeirada próxima a ela. Poeira mais fria mais distante sobreviveria e irradiaria a 24 mícrons, mas a equipe de Bordiu aponta que não há dados disponíveis neste comprimento de onda para poder dizer se esta poeira mais fria está presente ou não. No entanto, há outras evidências para apoiar o cenário da estrela Wolf–Rayet, que é o espectro plano que é muito típico deste tipo de estrela perdendo massa.

“Com base nos dados limitados disponíveis atualmente, as características morfológicas e espectrais de Kýklos parecem mais consistentes com as de uma concha Wolf-Rayet”, escreveu a equipe de Bordiu em seu artigo de pesquisa.

É verdade que uma estrela Wolf–Rayet ainda não foi identificada dentro de Kýklos. Há uma estrela brilhante, HD 164455, mas não é uma estrela Wolf–Rayet. Gaia identificou três outras candidatas estelares, incluindo uma estrela azulada que está a 24.500 anos-luz de distância de nós. Se esta for a fonte de Kýklos, então a essa distância o anel teria cerca de 10 anos-luz de diâmetro. No entanto, não há dados espectrais sobre esta estrela para dizer se é uma estrela Wolf–Rayet ou não.

O próximo passo, portanto, será dar continuidade com o Telescópio Espacial James Webb e obter dados para potencialmente resolver o mistério de Kýklos.

As descobertas foram aceitas para publicação no periódico Astronomy & Astrophysics, e uma versão pré-impressa está disponível no arXiv.

Postado originalmente em Space.com.