Cientistas utilizaram, pela primeira vez, o IXPE (Imaging X-ray Polarization Explorer) da NASA para investigar uma estrela anã branca. A capacidade da missão de medir a polarização de raios X permitiu que os astrônomos examinassem de perto o sistema EX Hydrae, um tipo de sistema conhecido como polar intermediária. Essas observações forneceram novas percepções sobre a estrutura física e o comportamento de poderosos sistemas estelares binários.
Durante 2024, o IXPE passou quase uma semana inteira observando EX Hydrae. Este sistema de anã branca está localizado a cerca de 200 anos-luz da Terra, na constelação de Hidra. Os resultados do estudo foram publicados no Astrophysical Journal. Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, em Cambridge, lideraram o trabalho, com contribuições adicionais da Universidade de Iowa, da Universidade Estadual do Tennessee, da Universidade de Liège e da Universidade Aeronáutica Embry-Riddle.
O Que Torna uma Anã Branca Única
Uma anã branca se forma quando uma estrela esgota o hidrogênio necessário para a fusão nuclear em seu núcleo, mas não possui a massa necessária para explodir como uma supernova de colapso de núcleo. O que resta é um objeto extremamente compacto, que acumula aproximadamente a massa do Sol em um corpo do tamanho da Terra.
Um Sistema Binário Alimentado por Acretão
EX Hydrae existe em um sistema binário ao lado de uma estrela da sequência principal normal. O gás da estrela companheira flui continuamente em direção à anã branca. A forma como esse material é coletado, conhecida como acreção, e onde ele eventualmente aterrissa na anã branca dependem em grande parte da força do campo magnético da anã branca.
No caso de EX Hydrae, o campo magnético não é forte o suficiente para direcionar todo o material que chega para os polos magnéticos da estrela. Mesmo assim, o sistema acumula rapidamente matéria dentro de um disco de acreção, colocando-o na categoria chamada “polares intermediárias”.
Temperaturas Extremas e Emissões de Raios X
Em sistemas polares intermediários, o gás forma um disco de acreção rotativo enquanto também é atraído em direção aos polos magnéticos da anã branca. À medida que esse material acelera na direção da estrela, aquece a dezenas de milhões de graus Fahrenheit. A matéria que cai colide com outro material ligado à anã branca, formando colunas altas de gás quente que emitem intensos raios X, tornando sistemas como EX Hydrae alvos ideais para o IXPE.
“A capacidade única de polarimetria do IXPE da NASA nos permitiu medir a altura da coluna de acreção da anã branca em quase 3.200 quilômetros – sem tantas suposições necessárias como em cálculos anteriores,” disse Sean Gunderson, cientista do MIT e autor principal do artigo. “Os raios X que observamos provavelmente foram espalhados pela superfície da própria anã branca. Essas características são muito menores do que poderíamos esperar imaginar diretamente e mostram claramente o poder da polarimetria para ‘ver’ essas fontes em detalhes nunca antes possíveis.”
As medições de polarização coletadas pelo IXPE de EX Hydrae devem ajudar os cientistas a entender melhor outros sistemas estelares binários altamente energéticos pelo universo.
Mais Sobre a Missão IXPE
A missão IXPE continua a fornecer dados sem precedentes que apoiam grandes descobertas sobre objetos extremos em todo o cosmos. É um esforço colaborativo entre a NASA e a Agência Espacial Italiana, envolvendo parceiros científicos em 12 países. A missão é liderada pelo Centro de Voo Espacial Marshall da NASA, em Huntsville, Alabama. As operações da espaçonave são gerenciadas pela BAE Systems, Inc., baseada em Falls Church, Virgínia, em parceria com o Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado, em Boulder.