O estudo focou no pulsar PSR J1928+1815, localizado a cerca de 455 anos-luz da Terra. Pulsares são estrelas de nêutrons em rápida rotação, remanescentes de estrelas massivas que explodiram em supernovas. Sua densidade extrema resulta da compressão de prótons e elétrons em nêutrons.
Graças ao telescópio FAST na China, os pesquisadores descobriram que este pulsar tinha uma companheira, uma estrela de hélio desprovida de suas camadas externas de hidrogênio. Esses dois astros, separados por apenas 1,12 milhão de quilômetros, completam uma órbita mútua em 3,6 horas.
PSR J1928+1815 gira sobre si mesmo cerca de 100 vezes por segundo, velocidade alcançada ao absorver matéria de sua companheira. Este processo, conhecido como acreção, pode levar a uma fase de envelope comum, onde o pulsar orbita dentro das camadas externas da outra estrela.
Simulações sugerem que este sistema binário estava inicialmente mais espaçado. O pulsar, ao sugar as camadas externas de sua companheira, teria criado um envelope comum antes de se aproximar do núcleo da estrela companheira. Esta interação teria finalmente ejetado o envelope, deixando um sistema binário apertado.
O pulsar encontra-se agora dentro do volume inicial de sua companheira, após ter orbitado em suas camadas externas agora ejetadas.
Segundo estimativas, apenas 16 a 84 sistemas similares existiriam na Via Láctea. Esta raridade destaca a importância da descoberta para entender a evolução de estrelas binárias.
Os detalhes desta pesquisa foram publicados na revista Science, oferecendo um novo esclarecimento sobre as dinâmicas dos sistemas estelares duplos.
Como um pulsar alcança uma velocidade de rotação tão alta?
Pulsares como PSR J1928+1815 adquirem sua velocidade de rotação fenomenal através de um processo chamado acreção. Ao absorver matéria de uma estrela companheira, o pulsar ganha momento angular, acelerando sua rotação.
Este mecanismo é similar ao de uma patinadora que aproxima seus braços do corpo para girar mais rápido. A matéria transferida age como uma força externa, aumentando a velocidade de rotação do pulsar.
Os pulsares de milissegundos, capazes de girar centenas de vezes por segundo, são o resultado final deste processo. Eles representam uma fase avançada na evolução de sistemas binários, onde a interação entre as duas estrelas desempenha um papel crucial.
O que é uma fase de envelope comum em um sistema binário?
A fase de envelope comum é uma etapa crÃtica na evolução de alguns sistemas binários. Ela ocorre quando uma das estrelas, frequentemente uma gigante vermelha, engloba sua companheira em suas camadas externas.
Esta configuração leva a uma transferência de massa e energia particular, podendo resultar na fusão das duas estrelas ou na ejeção do envelope. O resultado é um sistema binário mais apertado, como o observado com PSR J1928+1815.
O entendimento desta fase é essencial para explicar a diversidade dos sistemas estelares observados no Universo. Ela ilustra como as interações gravitacionais podem modificar profundamente o destino das estrelas.