Astrónomos descobrem 84 fontes de raios X hipersuaves escondidas em galáxias próximas

Ao observarmos o céu noturno, os espaços entre as estrelas parecem preenchidos pela escuridão.

Mas e se alguns dos objetos mais poderosos de galáxias próximas estiverem ocultos nessa escuridão? Não por estarem demasiado longe ou serem pouco luminosos, mas por emitirem luz que mal conseguimos detetar.

Os astrónomos descobriram agora 84 desses objetos.

Durante anos, os corpos misteriosos passaram despercebidos nas observações do Observatório de Raios X Chandra, da NASA. Alguns poderão libertar entre centenas de milhares e milhões de vezes mais energia do que o Sol, sem que ninguém os tivesse reconhecido como um grupo distinto.

É como encontrar 84 lâmpadas poderosas num nevoeiro cerrado, graças apenas ao ténue brilho que consegue atravessá-lo. Um novo estudo revelou agora esta população escondida.

As fontes de raios X hipersuaves

«O que mais nos surpreendeu foi que, apesar de serem tão difíceis de detetar, podem ser extremamente luminosas», disse ao ScienceAlert o astrónomo Mustafa Muhibullah, da Universidade do Alabama.

Os investigadores chamaram-lhes fontes de raios X hipersuaves. Neste contexto, «suaves» significa apenas que os seus raios X transportam relativamente pouca energia.

A maior parte da sua radiação é provavelmente emitida sob a forma de luz ultravioleta extrema, ou EUV, situada entre a luz ultravioleta e os raios X. O gás existente entre as estrelas absorve essa luz, impedindo-a de chegar aos nossos telescópios. O Chandra deteta apenas a pequena quantidade de raios X de baixa energia que consegue escapar.

«O que o Chandra observa é apenas a ténue cauda de raios X de baixa energia dessa emissão», afirma Muhibullah.

A equipa encontrou entre 7 e 21 fontes em cada uma de seis galáxias, entre as quais Andrómeda e M101. Mas como sabemos que estes pontos ténues não são simplesmente erros do detetor do telescópio?

A primeira pista foi a repetição: muitos surgiram exatamente nas mesmas posições em observações realizadas em momentos diferentes. Um erro aleatório não continuaria a reaparecer no mesmo local. Algumas fontes foram também detetadas por outro telescópio, o XMM-Newton.

A sua localização forneceu uma segunda pista. Em M101, muitas acompanhavam os braços espirais da galáxia; outras surgiam entre estrelas mais antigas, em galáxias elípticas. Os investigadores estimam que menos de 3 por cento sejam objetos sem relação com esta população.

E 84 poderá ser apenas o início. O Chandra recolhe pouca luz nestas energias, uma capacidade que foi ainda reduzida pela contaminação dos seus detetores. A equipa poderá ter encontrado apenas os membros mais brilhantes de uma população muito maior.

O que poderão ser estes objetos?

O próximo mistério consiste em descobrir a verdadeira natureza dos objetos. Há várias possibilidades. Alguns poderão conter anãs brancas, os núcleos pequenos e densos que ficam quando estrelas como o Sol morrem. Outros poderão ter sofrido recentemente erupções como novas. Outros ainda poderão conter estrelas de neutrões ou buracos negros que se alimentam de matéria.

«Hipersuave» pode não designar um único tipo de objeto: descreve antes a luz invulgar que chega ao telescópio. É possível que vários sistemas cósmicos diferentes a produzam.

Descobrir a sua identidade poderá ajudar a resolver outro mistério do Universo.

Quando uma estrela semelhante ao Sol morre, pode deixar uma anã branca: um núcleo do tamanho da Terra que concentra uma quantidade enorme de matéria. Se tiver uma estrela companheira, a anã branca pode atrair gás dessa estrela. O gás acumula-se à sua superfície, tornando-a mais quente e mais pesada. Em certos casos, acaba por se destruir numa explosão gigantesca chamada supernova do tipo Ia.

Estas explosões ajudam os astrónomos a medir distâncias cósmicas. No entanto, existe uma lacuna intrigante: observam muitas explosões, mas não encontram anãs brancas suficientes em preparação para explodir.

É como chegar ao local depois de um incêndio e encontrar os destroços, sem saber o que estava a arder antes de o fogo começar.

Fontes hipersuaves e supernovas do tipo Ia

As 84 fontes poderão incluir algumas dessas estrelas em falta. Se certas fontes hipersuaves forem anãs brancas a acumular gás discretamente, os astrónomos poderão tê-las apanhado durante o longo período que antecede uma explosão. Terão passado despercebidas porque a maior parte da sua energia estava escondida na luz ultravioleta extrema.

«Se até uma fração desta grande população hipersuave - provavelmente muito maior e escondida - for constituída por anãs brancas que acumulam matéria e nas quais ocorre combustão nuclear, estas poderão ajudar a fornecer parte da ligação observacional em falta», afirma Muhibullah.

Isto não significa que as 84 fontes venham a explodir. O grupo poderá também incluir estrelas de neutrões, buracos negros e anãs brancas que nunca se transformam em supernovas. Ainda assim, identificar mesmo algumas futuras supernovas do tipo Ia daria aos astrónomos uma rara oportunidade de observar o que acontece antes da explosão.

As fontes poderão igualmente afetar o meio que as rodeia. A sua intensa luz ultravioleta extrema pode alterar o gás no interior das galáxias, pelo que uma população escondida poderá estar a moldar discretamente a sua vizinhança cósmica.

Para revelar a sua natureza, os astrónomos precisam de medições mais precisas da temperatura. Observar as fontes em luz ultravioleta e em raios X quase em simultâneo poderá mostrar qual das possibilidades está por detrás de cada brilho.

Por agora, os 84 objetos mostram que até os telescópios poderosos têm pontos cegos - e que populações inteiras poderão estar a brilhar pouco além dos limites da nossa visão.

O estudo foi publicado na Nature Astronomy.

Este artigo foi verificado e editado por Fiona MacDonald. Embora nos orgulhemos do nosso processo, somos humanos. Se encontrar algum erro, informe-nos.