Uma pesquisa publicada terça-feira (24) na revista Astronomy & Astrophysics traz a solução de um enigma que intriga cientistas há anos. O estudo revela a origem dos raios X emitidos pela estrela Gamma Cassiopeiae (γ-Cas), um fenômeno considerado incomum desde sua descoberta, na década de 1970.
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A descoberta foi feita em dados obtidos pelo telescópio espacial XRISM (sigla em inglês para Missão de Imagem e Espectroscopia de Raios X), uma colaboração entre a NASA e a Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA), com participação da Agência Espacial Europeia (ESA) que realiza observações em raios X com alta precisão.
As medições indicam que a emissão está diretamente ligada ao movimento de uma estrela companheira invisível, resolvendo uma dúvida que persistia há mais de cinco décadas.
Imagem amadora da estrela Gamma Cassiopeiae. Crédito: Neil Michael Wyatt / Licença Creative Commons
Em resumo:
Mistério da estrela γ-Cas intrigava astrônomos por décadas;
Ela emite raios X incomuns, cuja origem foi revelada;
Descoberta feita com o telescópio espacial XRISM;
Estrela γ-Cas pertence à constelação Cassiopeia e brilha intensamente;
Plasma quente da anã branca companheira gera raios X energéticos;
Resultado auxilia no estudo da evolução de sistemas binários.
A pesquisa foi liderada pela astrônoma Yaël Nazé, da Universidade de Liège, na Bélgica. Segundo ela, diversos grupos tentaram explicar o fenômeno ao longo dos anos, mas apenas agora foi possível chegar a uma resposta conclusiva graças à tecnologia avançada.
Estrela faz parte de constelação em formato de W
A estrela γ-Cas faz parte da constelação de Cassiopeia, conhecida por ter formato de “W”. Ela pode ser vista a olho nu em noites sem nuvens e sempre chamou a atenção dos observadores por seu brilho intenso.
De acordo com um comunicado, o mistério começou em 1866, quando o astrônomo italiano Angelo Secchi identificou algo incomum na luz da estrela. Ao analisar seu espectro, ele percebeu que o hidrogênio aparecia como uma linha brilhante, e não escura, como ocorre em estrelas como o Sol.
A estrela gama-Cas (γ-Cas) forma a ponta central da constelação de Cassiopeia, com seu característico formato de “W”. Próxima à estrela polar Polaris, ela é visível todas as noites para observadores do hemisfério norte. Crédito: Astronomy Now/Greg Smye-Rumsby
Essa característica levou à criação de uma nova categoria estelar, as estrelas do tipo Be – astros que são quentes, massivos e possuem um disco de matéria ao redor, formado por material expelido devido à rotação muito rápida.
Com o avanço dos estudos, os cientistas descobriram que esses discos podem se formar e desaparecer ao longo do tempo. Esse processo provoca variações no brilho da estrela, o que mantém γ-Cas como um objeto de interesse tanto para profissionais quanto para astrônomos amadores.
Observações mais detalhadas sugeriram uma companheira de baixa massa que não pode ser vista diretamente. A principal hipótese era que esse objeto fosse uma anã branca, um tipo de estrela muito densa, com massa semelhante à do Sol, mas tamanho comparável ao da Terra.
Na década de 1970, surgiu um novo desafio: γ-Cas foi identificada como uma fonte de raios X extremamente energéticos. Esse tipo de emissão não é comum em estrelas desse tipo, o que aumentou ainda mais o interesse científico.
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Estudos posteriores mostraram que esses raios X eram gerados por um plasma extremamente quente, com temperatura em torno de 150 milhões de graus. Além disso, a intensidade observada era cerca de 40 vezes maior do que o esperado.
Com o uso de telescópios espaciais como o XMM-Newton, da ESA, o Chandra, da NASA, e o eROSITA, liderado pela Alemanha, os cientistas identificaram outras estrelas com comportamento semelhante. Esse grupo passou a ser conhecido como estrelas do tipo gama-Cas.
Representação artística do telescópio espacial XRISM, que permitiu a descoberta. Crédito: Reprodução X XRISM
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Instrumento “Resolve” soluciona enigma
Ao longo dos anos, duas explicações principais foram propostas. A primeira sugeria que campos magnéticos da estrela interagiam com o disco ao redor, gerando o plasma quente. A segunda hipótese apontava que o material do disco estaria sendo capturado pela estrela companheira.
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A resposta definitiva veio com o instrumento Resolve, um espectrômetro de alta resolução a bordo do XRISM. Ele permite medir com precisão a energia dos raios X emitidos, funcionando como uma espécie de “analisador de cores” para esse tipo de radiação.
Durante uma campanha de observação, os pesquisadores perceberam que os sinais do plasma quente variavam de acordo com o movimento orbital da estrela companheira. Isso indicou que a fonte dos raios X está ligada diretamente a esse objeto invisível.
Na prática, o que ocorre é que a anã branca atrai e acumula material da estrela principal. Esse processo libera uma grande quantidade de energia, que é emitida na forma de raios X.
Além de desvendar o mistério, a descoberta traz novas questões sobre a formação desses sistemas binários. Estudos recentes indicam que esse tipo de par estelar é mais raro do que se imaginava, especialmente entre estrelas de grande massa.
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Para os cientistas, entender como essas estrelas interagem será fundamental para aprimorar os modelos de evolução estelar. O caso de γ-Cas serve agora como referência para investigações futuras.
Lançada em setembro de 2023, a missão XRISM reúne tecnologias avançadas para estudar o Universo em raios X. Entre seus principais instrumentos estão o Resolve e a câmera Xtend, que permite capturar imagens amplas do céu. Juntos, eles oferecem uma visão detalhada de fenômenos energéticos, ajudando a desvendar alguns dos maiores mistérios do cosmos.
Flavia Correia
Flávia Correia é jornalista do Olhar Digital, cobrindo Ciência e Espaço.
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Fonte: Olhar Digital