Pulsar e anã branca jovem oferecem um raro retrato da reciclagem estelar

NGC 362D, também conhecida como PSR J0103−7050D, é uma pulsar de milissegundo no aglomerado globular NGC 362. Sua companheira é uma anã branca de hélio excepcionalmente jovem e de massa muito baixa: cerca de 0,18 vez a massa do Sol. Modelos de evolução de sistemas binários indicam que a fase de transferência de matéria entre as estrelas terminou há aproximadamente 600 milhões de anos. 268

Como o sistema foi identificado

Observações em rádio com o radiotelescópio MeerKAT detectaram a pulsar. Sua órbita, de aproximadamente 0,17 dia — ou cerca de 4,1 horas — mostra que ela faz parte de um sistema binário compacto. 68

Depois, pesquisadores associaram a posição da pulsar a uma fonte de luz em imagens profundas do Telescópio Espacial Hubble, feitas em diferentes filtros e épocas. A análise da luz dessa fonte indicou que se trata de uma anã branca de hélio de massa muito baixa, ainda numa etapa anterior ao resfriamento completo. 2

As duas observações se complementam: o MeerKAT ajudou a caracterizar a pulsar e sua órbita, enquanto os dados ópticos do Hubble revelaram a companheira, que é muito fraca para ser facilmente identificada sem esse tipo de imagem. 26

Por que a anã branca é considerada tão jovem

A idade estimada não foi medida como se fosse uma data registrada diretamente. Os pesquisadores compararam as propriedades observadas da anã branca com modelos atualizados de evolução de sistemas binários. Essa análise aponta que a transferência de matéria terminou há cerca de 0,6 bilhão de anos. 2

O resultado faz de NGC 362D um retrato raro de um sistema observado relativamente pouco tempo depois de a companheira transferir matéria para a estrela de nêutrons. A massa baixa da anã branca e o fato de ela ainda estar na fase pré-resfriamento são aspectos importantes dessa interpretação. 2

Ainda há material ao redor da anã branca?

Os pesquisadores levantaram a hipótese de que material expelido perto do fim da transferência de matéria ainda possa estar ao redor da anã branca. Um relato do estudo menciona indícios de possível material circumstelar, mas as informações disponíveis não confirmam sua presença de forma definitiva nem estabelecem do que seria composto. 67

A distinção importa: em alguns sistemas, material ionizado ao redor de uma companheira pode bloquear temporariamente a emissão de rádio da pulsar. Mas esse efeito, conhecido em outras pulsars, não demonstra que algo semelhante esteja acontecendo em NGC 362D. 3

O que NGC 362D pode revelar sobre as pulsars

Na chamada reciclagem de pulsars, uma estrela de nêutrons recebe matéria de uma companheira e acelera sua rotação. Quando a transferência termina, a companheira pode permanecer como uma anã branca. A combinação encontrada em NGC 362D oferece uma oportunidade rara de estudar essa transição em uma fase relativamente recente. 26

Pulsars de milissegundo também são usadas como relógios cósmicos muito precisos. Uma companheira que ainda guarda sinais de uma etapa recente da evolução permite investigar o que acontece após a transferência de matéria — e se algum material ao redor poderia influenciar a observação dos pulsos de rádio. Em NGC 362D, essa influência continua sendo uma questão em aberto, não um problema de cronometragem demonstrado. 36