Então, como você mede a temperatura de um dos objetos mais exóticos do Universo? Uma estrela de nêutrons (~ 1,35 a 2,1 massas solares, medindo apenas 24 km de diâmetro) é o remanescente de uma supernova após a morte de uma grande estrela. Embora não sejam suficientemente maciças para se tornarem um buraco negro, as estrelas de nêutrons ainda acumulam matéria, puxando gás de um parceiro binário, geralmente passando por períodos prolongados de queima.
Felizmente, podemos observar sinais de raios X (usando instrumentação como Chandra), mas não é o próprio brilho que pode revelar a temperatura ou a estrutura de uma estrela de nêutrons.
Na conferência da AAS na semana passada, detalhes sobre os resultados de uma campanha de observação de raios X do MXB 1659-29, uma fonte transitória de raios X quase persistente (isto é, uma estrela de nêutrons que brilha por longos períodos), revelaram algumas idéias fascinantes sobre a física das estrelas de nêutrons, mostrando que à medida que a crosta de uma estrela de nêutrons esfria, a composição da crosta é revelada e a temperatura desses remanescentes exóticos de supernovas pode ser medida…
Durante uma explosão, as estrelas de nêutrons geram raios-X. Essas fontes de raios X podem ser medidas e sua evolução monitorada. No caso do MXB 1659-29, Ed Cackett (Universidade de Michigan) usou dados do Rossi XR da NASA para monitorar o resfriamento da crosta de nêutrons após um longo período de queima de raios-X. O MXB 1659-29 explodiu por 2,5 anos até “desligar” em setembro de 2001. Desde então, a fonte foi observada periodicamente para medir a diminuição exponencial das emissões de raios-X.
Então, por que isto é importante? Após um longo período de queima de raios-X, a crosta de uma estrela de nêutrons esquenta. No entanto, acredita-se que o núcleo da estrela de nêutrons permanecerá relativamente frio. Quando a estrela de nêutrons para de queimar (como a acumulação de gás, alimentando a chama, desliga), a fonte de aquecimento da crosta é perdida. Durante esse período de "quiescência" (sem queima), o fluxo decrescente de raios-X da crosta resfriada de estrelas de nêutrons revela uma enorme riqueza de informações sobre as características da estrela de nêutrons.
Durante o silêncio, os astrônomos observam raios-X emitidos a partir da superfície da estrela de nêutrons (ao contrário das explosões), para que medições diretas possam ser feitas na estrela de nêutrons. Em sua apresentação, Cackett examinou como o fluxo de raios X do MXB 1659-29 se reduziu exponencialmente e depois se nivelou a um fluxo constante. Isso significa que a crosta esfriou rapidamente após a queima, alcançando o equilíbrio térmico com o núcleo da estrela de nêutrons. Portanto, usando esse método, a temperatura central da estrela de nêutrons pode ser inferida.
Incluindo os dados de outro transiente de raios-X da estrela de nêutrons KS 1731-260, as taxas de resfriamento observadas durante o início da quiescência sugerem que esses objetos possuem treliças crustais bem ordenadas com pouquíssimas impurezas. A rápida diminuição da temperatura (do flare à quiescência) levou aproximadamente 1,5 anos para alcançar o equilíbrio térmico com o núcleo estelar de nêutrons. Agora, mais trabalho será realizado com os dados do Chandra, para que mais informações sobre esses objetos exóticos girem rapidamente.
De repente, as estrelas de nêutrons se tornaram um pouco menos misteriosas para mim na conversa de 10 minutos da última terça-feira, adoro conferências…
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