À ESPREITA DE CYGNUS X-3
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Os astrónomos estão cada vez mais convencidos de que existem
buracos negros super-massivos no centro da maioria das galáxias
maiores.

Discos de gás muito extensos, chamados discos de acreção, rodopiam
à volta de buracos negros de milhões ou mesmo milhares de milhões de
massas solares. À medida que o gás contido nos discos de acreção cai
no buraco negro, aquece e liberta radiação muito energética, no
comprimento de onda dos raios-X: de tal modo que o podemos detectar a
milhares de milhões de anos-luz de distância. Os núcleos das galáxias
que albergam este tipo de objectos denominam-se Núcleos Galácticos
Activos (NGA) e geralmente ultrapassam, em brilho, todas as
estrelas da galáxia anfitriã por factores que vão de 10 a 1000.

Cerca de 10% de todos os NGAs conhecidos são ainda mais
estranhos. Produzem campos magnéticos e feixes estreitos de
partículas energéticas que são ejectadas ao longo das linhas desse
campo magnético, perpendicularmente ao disco, com velocidades muito
próximas da da luz. Quando um destes feixes está apontado na direcção
da Terra, parece-nos especialmente brilhante, sendo o NGA então
chamado, pelos astrónomos, um blazar.

Muitos aspectos dos blazares continuam a ser um mistério. O que
acelera o material nos jactos até velocidades relativistas? Como é que
os jactos são colimados? De que é que eles são feitos?

As respostas a algumas destas questões sobre galáxias distantes e
os seus NGAs podem encontrar-se mesmo aqui, na nossa Via Láctea, no
sistema estelar binário de Cygnus X-3.

"Pensa-se que Cygnus X-3 seja um buraco negro ou então uma estrela
de neutrões que está a retirar matéria de uma estrela companheira",
explica Mike McCollough do Centro de Voo Espacial Marshall da
NASA. "Liberta enormes quantidades de energia em raios-X e raios gama e
é também uma fonte muito brilhante de ondas rádio, emitindo intensamente
nesta frequência de tempos em tempos".

Durante um período de emissão particularmente intenso, em 1997,
McCollough e alguns colegas fizeram um mapa rádio de alta resolução de
Cygnus X-3, utilizando o VLBA, o sistema de 10 antenas rádio espalhadas
por vários locais nos Estados Unidos que funcionam em interferometria.
"Quando olhámos para as imagens, encontrámos um jacto de rádio
unidireccional, com cerca de 50 milésimos de segundo de arco" recorda
McCollough. "Dois dias mais tarde tinha-se estendido a 120 milésimos
de segundo de arco e depois, subitamente, desapareceu. Isto parece
identificar Cygnus X-3 como um blazar - uma fonte de jactos
posicionada de tal modo relativamente a nós que olhamos directamente
através do jacto".

"Cygnus X-3 pode ser o primeiro exemplo de um blazar na nossa
própria galáxia", continuou ele. "É o único caso conhecido de uma
estrela de Wolf-Rayet com uma companheira compacta. As estrelas de
Wolf-Rayet são estrelas massivas - entre 7 e 50 massas solares - que
se libertaram do seu invólucro exterior de hidrogénio. O que sobra na
estrela é maioritariamente hélio.".

"Não podemos observar opticamente Cygnus X-3 porque se encontra no
plano da nossa galáxia, onde a poeira interestelar obscurece a
radiação. Felizmente, podemos observá-la no infravermelho e é assim
que sabemos que se trata de uma estrela de Wolf-Rayet, através das
características do seu espectro de radiação. A modulação do
infravermelho bem como as emissões de raios-X dão-nos o período
orbital do sistema binário, que é de apenas 4,8 horas".

A nossa próxima oportunidade de estudarmos Cygnus X-3 durante um
breve periodo de emissão rádio intensa pode proporcionar-se a qualquer
momento. McCollough e os seus colegas acreditam que está iminente uma
nova "erupção".

"Antes de uma grande erupção, as emissões de rádio e de raios-X
de Cygnus X-3 diminuem bastante, mantendo-se assim durante dias ou mesmo
semanas", explicou McCollough. "É como se qualquer coisa estivesse a
crescer antes de uma explosão. Isto permite-nos prever as grandes
erupções. A 18 de Fevereiro passado as emissões de rádio de Cygnus
X-3 diminuíram para níveis muito baixos e têm-se mantido assim desde
então. As emissões de raios-X também se desvaneceram em fins
de Janeiro. Cremos que esta situação é precursora de qualquer grande
actividade".

Quando Cygnus X-3 entrar num período de grande emissão, McCollough
estará pronto, já que foi atribuído o estatuto prioritário ao programa
de observação que propôs para aquele objecto, tanto no domínio dos
raios-X com os Observatórios Espaciais Chandra e Rossi, como nas
frequências relativas aos raios gama com o Observatório Espacial Compton.

Os rádio-astrónomos também estão de prevenção. McCollough e os
seus colegas estão actualmente a monitorizar Cygnus X-3 utilizando o
interferómetro de Green Bank na Virgínia Ocidental, Estados Unidos, o
telescópio Ryle, no Reino Unido, o rádio-telescópio RATAN 600 na
Rússia e o VLA no Novo México, Estados Unidos. McCollough e os seus
colaboradores também conseguiram obter tempo de observação no VLBA,
que irá monitorizar Cygnus X-3 durante três dias, após a "erupção",
para fazer imagens rádio detalhadas do jacto visto que tem maior
sensibilidade.

"Esperamos aprender imenso", diz McCollough. "Se houver mesmo um
jacto relativista em Cygnus X-3 poderemos vislumbrar o modo como tudo
se desenrola. Alguns modelos prevêem a produção de
matéria-antimatéria no interior do jacto. O Observatório Espacial de
raios gama Compton será capaz de detectar as riscas espectrais
resultantes da aniquilação electrões-positrões, se esta
acontecer. Jactos como estes podem também arrastar consigo matéria do
disco de acreção ou do vento estelar. Nesse caso, poderemos observar a
assinatura desse material nas riscas espectrais das emissões de
raios-X que serão obtidas com o Chandra. Essa informação providenciará
desvios para o vermelho e composições, ou seja, poderemos medir a
velocidade do jacto e a sua composição, respectivamente".

Iremos também procurar emissões de raios gama de alta energia com
o Observatório Espacial de raios gama Compton", conclui
McCollough. "Uma vez que se sabe que os blazares extra-galácticos
produzem raios gama de alta energia, talvez também um blazar galáctico
o faça".