Fornecendo novos insights na conexão entre a luminosidade de raios-X de buracos negros e estrelas de nêutrons e a composição das populações estelares às quais estão associadas. 

Α Imagem do telescópio espacial Hubble da galáxia NGC 922, mostrando as regiões com intensa formação estelar (cor vermelha). Os contornos roxos mostram a emissão de raios-X, com base em observações com o Observatório de raios-X Chandra. A localização dos ULXs brilhantes é indicada pelos círculos, que ocupam regiões de intensa atividade de formação de estrelas.

Esta pesquisa foi realizada no Instituto de Astrofísica de FORTH e na Universidade de Creta. Em um artigo recente publicado nos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society, liderado pelo Dr. Kostas Kouroumpatzakis, do Instituto de Astrofísica da Fundação para Pesquisa e Tecnologia, Hellas (IA-FORTH), e da Universidade de Creta

Este trabalho mostrou pela primeira vez que diferentes regiões de uma galáxia têm quantidades muito diferentes de metais enquanto hospedam populações estelares jovens de idades muito semelhantes. O principal resultado, no entanto, é que as regiões pobres em metal têm maior luminosidade de raios-X.

Este estudo se concentra na galáxia próxima NGC922 (Figura 1), chamada "galáxia em anel", que apresenta um impressionante anel de estrelas e gás formado após a colisão frontal entre uma anã e uma galáxia espiral maior. As estrelas produzidas pelo encontro têm efetivamente a mesma idade, o que nos permite explorar a taxa de formação de remanescentes estelares, como buracos negros e estrelas de nêutrons.

Ao usar dados espectroscópicos dos telescópios do ESO, este trabalho mostra pela primeira vez que existem variações significativas na metalicidade (ou seja, a quantidade de elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio) entre as diferentes regiões desta galáxia. Além disso, esses dados combinados com observações do Telescópio Espacial Hubble mostraram que as mesmas regiões, apesar de sua metalicidade diferente, hospedam populações estelares jovens de idades muito semelhantes. As estrelas acabam de nascer: têm menos de ~ 10 milhões de anos.

"O principal resultado deste trabalho, no entanto, vem da emissão de raios-X nessas regiões, medida com o Observatório de raios-X Chandra, que investiga as populações de buracos negros e estrelas de nêutrons deixadas após as estrelas massivas encerrarem suas vidas, frequentemente encontrado em sistemas estelares binários", diz Dr. K. Kouroumpatzakis. “As regiões com menor metalicidade apresentam maior luminosidade de raios-X”. Na verdade, algumas dessas regiões hospedam várias fontes ultraluminosas de raios-X, fontes intrigantes que produzem luminosidades que excedem de longe a luminosidade típica de buracos negros e estrelas de nêutrons (comumente conhecidas como binários de raios-X) vistas em nossa galáxia.

Embora uma tendência semelhante tenha sido observada ao comparar diferentes galáxias, esta é a primeira vez que é medida dentro da mesma galáxia. Portanto, é possível separar inequivocamente o papel da metalicidade do efeito da idade das populações estelares.

Esses resultados são de fundamental importância para a compreensão do efeito da metalicidade na formação e evolução de sistemas binários de raios-X. "Esta é uma área de estudo muito ativa porque fornece informações cruciais para a formação de sistemas binários de remanescentes estelares massivos, como aqueles que produzem eventos de ondas gravitacionais, e porque sistemas binários de raios-X podem ter desempenhado um papel importante no Universo inicial quando tinha apenas ~ 3% de sua idade atual) afetando a formação subsequente de galáxias", concluiu o Dr. Kouroumpatzakis.

Este estudo combinou dados para a galáxia próxima NGC922 do observatório de raios-X Chandra da NASA (dados de raios-X), o Telescópio Espacial Hubble (imagem óptica), o Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE; infravermelho) e a Nova Tecnologia Telescópio (NTT) do Observatório Europeu do Sul (ESO; espectro óptico). Foi apoiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa e pela ação Marie Sklodowska-Curie RISE.

Mais informações:

K Kouroumpatzakis et al, Metallicity and X-ray luminosity variations in NGC 922, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2020). DOI: 10.1093/mnras/staa3290

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Referência:

Less metal, more X-rays: New research unlocks key to high luminosity of black holes. Phys Org, 23, jun. 2021. Disponível em: <https://phys.org/news/2021-06-metal-x-rays-key-high-luminosity.html>. Acesso em: 23, jun. 2021.