Após meio século de coçadas de cabeça, astrônomos finalmente identificaram a fonte dos raios X incomuns vindos da estrela brilhante gamma-Cas. A culpada? Uma estrela companheira invisível que tem sugado sorrateiramente material de sua vizinha maior. Basicamente, é o equivalente cósmico de alguém surrupiando a última fatia de pizza.
Novos dados de alta resolução da Missão de Imagem e Espectroscopia de Raios X (XRISM) revelaram que os raios X estão ligados à órbita de uma estrela anã branca próxima. Ao rastrear esse movimento, pesquisadores liderados por Yaël Nazé, da Universidade de Liège, Bélgica, confirmaram a verdadeira origem das emissões. "Houve um esforço intenso para resolver o mistério da gamma-Cas em muitos grupos de pesquisa por muitas décadas", diz Nazé. "E agora, graças às observações de alta precisão do XRISM, finalmente conseguimos."
Gamma-Cas, que forma o ponto central da familiar constelação em forma de W Cassiopeia e pode ser vista a olho nu em toda a Europa, tem sido uma encrenqueira desde 1866. Foi quando o astrônomo italiano Angelo Secchi notou que sua luz tinha uma linha de hidrogênio brilhante em vez da escura vista no Sol. Isso levou à criação de uma nova categoria: estrelas 'Be', para estrelas quentes, azul-brancas com linhas de emissão distintas. Eventualmente, os cientistas descobriram que essas emissões vêm de um disco giratório de material ejetado pela estrela de rotação rápida, que cresce e desaparece ao longo do tempo.
Na década de 1970, descobriu-se que gamma-Cas emitia raios X excepcionalmente fortes de plasma atingindo cerca de 150 milhões de graus — muito mais quente e brilhante do que o esperado. Usando observatórios avançados como o XMM-Newton da ESA, o Chandra da NASA e o eROSITA da Alemanha, os astrônomos identificaram cerca de duas dúzias de sistemas semelhantes. Por anos, duas teorias disputavam: interações magnéticas entre a estrela e seu disco, ou material caindo sobre uma companheira oculta. O espectrômetro Resolve do XRISM resolveu o debate, mostrando que o plasma quente se move em sincronia com a órbita da companheira invisível. Isso confirma que a anã branca está puxando matéria e gerando raios X à medida que aquece.
"O trabalho anterior usando o XMM-Newton realmente abriu caminho para o XRISM", diz Nazé. "É extremamente satisfatório ter evidências diretas para resolver este mistério finalmente!" Identificar sistemas gamma-Cas como pares de estrelas Be e anãs brancas acrecionárias responde à questão dos raios X, mas levanta novas questões sobre como esses sistemas binários se formam. Os cientistas antes pensavam que tais pares eram comuns, mas descobertas recentes sugerem que são menos frequentes e mais frequentemente associados a estrelas Be massivas. "Agora que sabemos a verdadeira natureza da gamma-Cas, podemos criar modelos especificamente para esta classe de sistemas estelares", acrescenta Nazé.
"É incrível ver como este mistério se desenrolou lentamente ao longo dos anos", diz Alice Borghese, Pesquisadora da ESA. "O XMM-Newton fez grande parte do trabalho de base… e agora, com a próxima geração de instrumentação avançada, o XRISM nos trouxe até a linha de chegada." Matteo Guainazzi, Cientista de Projeto do XRISM da ESA, destaca a forte colaboração entre equipes japonesas, europeias e americanas. Materiais fornecidos pela Agência Espacial Europeia.