Chandra revela 84 fontes de raios X em uma faixa pouco explorada

Quantos objetos luminosos escapam de um levantamento porque emitem justamente na faixa que ele não examina? Essa pergunta orientou uma nova análise do arquivo do observatório espacial Chandra. Em vez de procurar mais longe, Mustafa Muhibullah e colegas, da Universidade do Alabama e do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian, voltaram aos registros de seis galáxias próximas e mudaram o intervalo de energia usado na busca. O estudo foi publicado em 9 de setembro na Nature Astronomy.

Os pesquisadores selecionaram pontos que apareciam entre 0,15 e 0,3 quiloelétron-volt, unidade que expressa a energia de cada partícula de luz, mas não eram significativamente detectados acima de 0,3. Esse último valor costuma servir de limite inferior em levantamentos de raios X. A equipe comparou imagens da mesma região em faixas diferentes, combinou observações de arquivo obtidas até 2017 e inspecionou visualmente os candidatos. A escolha de registros antigos aproveitou a maior sensibilidade do instrumento a essas energias no início da missão.

A seleção chegou a 84 fontes, com sete a 21 em cada galáxia. Ao elevar o limite inferior de 0,15 para 0,2 quiloelétron-volt, faixa mais confiável do detector, 81 das 84 continuaram detectáveis. Em 16 campos de comparação fora das galáxias, os autores encontraram dois candidatos semelhantes; com esse controle, estimaram em menos de aproximadamente 3% a contaminação da amostra por objetos que não pertencem às galáxias estudadas. A população, portanto, não parece ser apenas um efeito da seleção de ruído ou de fontes em primeiro plano.

O nome escolhido, fontes de raios X hipermacios, descreve a energia excepcionalmente baixa da radiação detectada. Os objetos mais luminosos chegam perto de 10³⁸ ergs por segundo — cerca de 10³¹ watts — somente na estreita faixa examinada, segundo estimativas que corrigem a absorção da radiação no caminho até nós e pressupõem emissão igual em todas as direções. Modelos de emissão indicam que uma parcela ainda maior da energia pode sair no ultravioleta extremo, que o gás entre as estrelas absorve com facilidade. Essa potência total é uma extrapolação, não uma medição direta do ultravioleta.

Há indícios de que parte da amostra contenha anãs brancas, restos compactos de estrelas que podem receber matéria de uma companheira. Pelo menos sete das 18 fontes selecionadas na região central de Andrômeda coincidem com sistemas que tiveram explosões de nova conhecidas. Nessas explosões, a queima nuclear superficial pode manter o remanescente quente. Para outros integrantes, os autores consideram sistemas com buracos negros ou estrelas de nêutrons. O mesmo padrão de radiação pode, assim, reunir motores físicos diferentes.

Identificar a natureza das fontes permitirá investigar se algumas são precursoras de supernovas do tipo Ia, explosões que destroem anãs brancas. Também permitirá estimar quanto seus fótons contribuem para arrancar elétrons do gás das galáxias. O levantamento oferece agora uma amostra concreta para enfrentar essas questões e mostra que parte do inventário de uma galáxia pode depender de onde se coloca a fronteira de observação.