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Observações do telescópio XRISM mostraram que os raios X extremos de γ Cas surgem de uma anã branca magnética em órbita da estrela
A estrela γ Cas teve a origem de suas intensas emissões de raios X identificada por astrônomos da Universidade de Liège com dados do telescópio XRISM, encerrando um mistério de 50 anos e confirmando uma classe binária prevista apenas na teoria.
Descoberta encerra mistério de cinco décadas
Uma equipe liderada por astrônomos da Universidade de Liège, na Bélgica, identificou a origem das emissões extremas de raios X associadas à estrela γ Cassiopeia, conhecida como γ Cas, localizada na constelação de Cassiopeia.
O estudo mostrou que essa radiação não é produzida pela própria estrela Be, como parte das hipóteses sugeria, mas por uma anã branca magnética que orbita γ Cas. A conclusão coloca fim em um mistério que persistia havia 50 anos.
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Os detalhes foram publicados na última terça-feira, dia 24, em artigo científico na revista Astronomy & Astrophysics.
Além de resolver o enigma sobre os raios X de γ Cas, a pesquisa confirmou a existência de uma classe de sistemas binários prevista apenas teoricamente.
Visível a olho nu, γ Cas já era conhecida desde o século 19 como a primeira estrela do tipo Be identificada. Esses astros são muito massivos, giram rapidamente e ejetam matéria, formando discos ao redor de si.
Comportamento incomum da estrela chamou atenção desde 1976
Desde 1976, observações haviam revelado um comportamento incomum em γ Cas. A estrela emitia raios X com intensidade cerca de 40 vezes superior à observada em estrelas semelhantes.
Além disso, o plasma ligado a essas emissões apresentava temperaturas superiores a 100 milhões de graus e variações extremamente rápidas.
Esses fatores transformaram γ Cas em um dos casos mais persistentes da astrofísica estelar.
Diversos cenários foram propostos para explicar a origem dos raios X. Entre eles, estava a hipótese de reconexão magnética local entre a superfície da estrela Be e seu disco.
Outras explicações sugeriam que os raios X poderiam estar ligados a uma companheira.
Entre as possibilidades levantadas estavam uma estrela desprovida de suas camadas externas, uma estrela de nêutrons ou uma anã branca em acreção.
Mesmo após décadas de investigação e da identificação de cerca de 20 objetos parecidos, chamados de análogos de γ Cas, nenhuma dessas hipóteses havia sido comprovada de forma conclusiva.
Observações de alta precisão mudaram o caso
A resposta veio com o instrumento Resolve, um microcalorímetro de alta precisão instalado no telescópio espacial japonês XRISM. O equipamento é capaz de analisar espectros de raios X com detalhamento sem precedentes.
A equipe realizou três campanhas de observação entre dezembro de 2024 e junho de 2025. As medições cobriram todo o período orbital do sistema binário, estimado em aproximadamente 203 dias.
Os dados revelaram uma evidência decisiva. As assinaturas espectrais do plasma quente variavam em velocidade ao longo do tempo, acompanhando o movimento orbital da estrela companheira.
Os espectros mostraram que as assinaturas do plasma de alta temperatura mudavam de velocidade entre as três observações, seguindo o movimento orbital da anã branca, e não o da estrela Be.
A mudança foi medida com alta confiabilidade estatística. Assim, surgiu a primeira evidência direta de que o plasma ultraquente responsável pelos raios X está associado ao objeto compacto companheiro, e não à própria γ Cas.
A análise da largura das linhas espectrais, encontradas em velocidades de cerca de 200 km/s, também permitiu descartar o cenário de uma anã branca não magnética. Os dados indicaram a presença de um campo magnético significativo.
Esse campo magnético canaliza o material em acreção. Esse resultado reforçou a identificação da anã branca magnética como a origem real do fenômeno observado no sistema.
Modelo proposto explica origem dos raios X
Com base nas observações, os pesquisadores propuseram um modelo para o sistema. A estrela Be ejeta material e forma um disco ao seu redor.
Parte desse material é capturada pela anã branca, criando um segundo disco de acreção. O campo magnético do objeto compacto direciona esse fluxo para seus polos.
É nessa região que a energia é liberada na forma de raios X. Com isso, o comportamento de γ Cas passa a ter uma explicação direta sustentada por medições precisas.
A descoberta resolve o caso de γ Cas e confirma a existência de uma população de sistemas binários compostos por estrelas do tipo Be e anãs brancas em acreção.
Essa classe era prevista havia décadas, mas nunca tinha sido identificada com precisão.
Resultado também desafia modelos teóricos
Os resultados, no entanto, também desafiam modelos teóricos estabelecidos. As observações indicam que esses sistemas correspondem a cerca de 10% das estrelas Be e estão ligados principalmente às mais massivas.
Esse quadro contrasta com previsões anteriores, que apontavam para uma população mais numerosa e composta por estrelas de menor massa. A discrepância sugere a necessidade de revisão dos modelos de evolução binária.
Entre os pontos envolvidos nessa revisão está a eficiência da transferência de massa entre os componentes. A conclusão está em consonâcnia com a apresentada por diversos estudos independentes recentes.
Para os pesquisadores, resolver o caso de γ Cas abre novos caminhos de pesquisa para os próximos anos. A descoberta amplia o entendimento sobre sistemas binários e seu papel na evolução estelar.
A pesquisadora Yaël Nazé também destacou a importância mais ampla do resultado. Compreender a evolução dos sistemas binários é crucial, por exemplo, para a compreensão das ondas gravitacionais, emitidas por sistemas binários massivos no final de suas vidas.
Com informações de Revista Galileu.
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