Corpo cósmico milhões de vezes mais brilhante que o Sol desafia a física

Princípios estabelecidos ditam que um objeto tão brilhante já deveria ter explodido. Mas, isso não parece estar acontecendo

Por Marília Monitchele SEGUIR SEGUINDO 12 Maio 2023, 10h53

Fotomontagem: à direita, uma visão da galáxia Messier 82 em luz visível; à esquerda em luzes de raios-X - (NASA/STScI/SAO/Divulgação)

Um objeto cósmico mais brilhante que o Sol está desafiando as leis da física. A Nasa está rastreando as chamadas fontes ultra luminosas de raios X (ULX, na sigla em inglês), que podem superar em até 10 milhões de vezes o brilho da estrela do sistema solar. Princípios da física ditam que um objeto tão brilhante deveria ter explodido. No entanto, isso não aconteceu.

Por esse motivo, a M82 X-2, ULX localizada a 12 milhões de anos-luz da Terra, é considerada impossível na teoria. O ponto luminoso quebra o limite estabelecido por Arthur Eddington, que determina que uma capacidade luminosa dessa proporção só pode acontecer pouco antes do objeto se desintegrar completamente.

Esse princípio determina que um brilho nessa escala vem de materiais como poeira estelar de restos de planetas em desintegração. Esses resíduos vão em direção a um objeto supermassivo, que pode ser um buraco negro ou uma estrela morta. Assim, a força gravitacional exercida por esses centros de atração puxam esses materiais, que esquentam e irradiam luz. Quanto mais matéria cai nesses centros de força, mais brilhantes ficam.

A fonte ultra luminosa de raios-X chamada M82 X-2 é mostrada dentro da galáxia Messier 82. A imagem foi colorida digitalmente - — A fonte ultra luminosa de raios-X chamada M82 X-2 é mostrada dentro da galáxia Messier 82. A imagem foi colorida digitalmente – (NASA/JPL-Caltech/SAO/NOAO/Divulgação)

Acontece que, em certo ponto, a quantidade de matéria sendo puxada é tamanha que a radiação emitida deve ser capaz de suplantar a gravidade do objeto supermassivo. Isso significa que em dado momento a radiação gerada pela matéria será tão intensa que ela não será mais atraída para o pólo gravitacional. Ou seja, se não há mais matéria sendo “engolida” pelo buraco negro, ele não deve mais irradiar luz. É isso que defende o limite de Eddington.

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Essas observações fizeram com que os astrônomos questionassem se o brilho intenso da M82 X-2 era, de fato, causado por enormes quantidades de material cósmico atraídas por ela. Uma das teorias para responder essa questão, por exemplo, sugere que ventos cósmicos estariam concentrando o material em um cone, o que geraria um feixe de luz. Por apontar para a Terra, esse cone criaria a ilusão de ser muito mais brilhante do que de fato é.

No entanto, um outro estudo voltado para uma ULX causada por uma estrela de nêutrons superou a teoria do cone. Uma estrela de nêutrons é um objeto denso deixado para trás quando uma estrela morre. A análise calculou que a M82-X2 extraiu inimagináveis 9 bilhões de trilhões de toneladas de material cósmico por ano de uma estrela vizinha. Isso equivale a uma vez e meia a massa da Terra.

Ilustração de um ULX, o gás quente é puxado para uma estrela de nêutrons . Campos magnéticos fortes emergindo da estrela são mostrados em verde - — Ilustração de um ULX, o gás quente é puxado para uma estrela de nêutrons . Campos magnéticos fortes emergindo da estrela são mostrados em verde – (NASA/JPL-Caltech/Divulgação)

Ou seja, é provável que o intenso brilho desta ULX seja causado por quantidades de material que ultrapassam qualquer limite já visto. O problema é que nunca seremos capazes de testar essa teoria na Terra, já que os campos magnéticos teóricos capazes de produzir esse tipo de atração teriam que ser tão fortes que nenhum ímã poderia reproduzi-los.