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O instrumento XRISM identifica a origem dos raios X da estrela gama Cas, solucionando um mistério estelar de 50 anos
Duas décadas de monitoramento por importantes observatórios espaciais revelaram cerca de 20 objetos com essas mesmas propriedades, formando uma subclasse de estrelas denominada 'análogos de y Cas'
Por Universidade de Liège - 24/03/2026


Esta ilustração artística visualiza a estrela massiva gama-Cas e sua companheira anã branca, pequena, porém densa. Crédito: ESA / Y. Nazé


Visível a olho nu na constelação de Cassiopeia, a estrela y Cas intrigou os astrofísicos por meio século. Ela emite raios X com intensidade e temperatura incompatíveis com o que se esperaria de uma estrela massiva comum. Observações realizadas com o instrumento Resolve, a bordo do telescópio japonês XRISM, agora permitem atribuir essa emissão à anã branca que orbita y Cas. Isso também confirma a existência de uma família de sistemas binários há muito prevista, mas nunca identificada.

Os resultados deste estudo, liderado por astrônomos da Universidade de Liège, foram publicados na revista Astronomy & Astrophysics .

y Cassiopeia foi a primeira estrela do tipo Be a ser identificada como tal pelo astrônomo italiano Angelo Secchi em 1866. Estrelas do tipo Be são estrelas massivas de rotação rápida que ejetam matéria regularmente. Essa matéria forma um disco ao redor da estrela, cuja presença é revelada por emissões características em seu espectro óptico.

Em 1976, tornou-se evidente que y Cas emitia raios X com uma luminosidade aproximadamente 40 vezes maior do que a de estrelas massivas comparáveis, com plasma aquecido a mais de 100 milhões de graus e variabilidade excepcionalmente rápida.

Duas décadas de monitoramento por importantes observatórios espaciais revelaram cerca de 20 objetos com essas mesmas propriedades, formando uma subclasse de estrelas denominada "análogos de y Cas". Os astrônomos da Universidade de Liège, de fato, desempenharam um papel crucial, tendo identificado mais da metade desses objetos.

"Vários cenários foram propostos para explicar essa emissão", explica Yaël Nazé, astrônoma da ULiège. "Um deles envolvia a reconexão magnética local entre a superfície da estrela Be e seu disco. Outros sugeriam que os raios X estariam ligados a uma companheira, seja uma estrela desprovida de suas camadas externas, uma estrela de nêutrons ou uma anã branca em acreção."

Os astrônomos da ULiège já haviam descartado os dois primeiros tipos de companheiros com base em contradições entre as observações e as previsões teóricas. A anã branca em acreção e as interações magnéticas continuavam sendo possíveis candidatos, mas nenhuma observação permitia escolher entre eles.

Para resolver a questão, a equipe realizou uma campanha usando o Resolve , o microcalorímetro a bordo do telescópio espacial japonês XRISM, um instrumento que fornece espectros com precisão incomparável e está revolucionando a astrofísica de alta energia.

Foram realizadas três observações: em dezembro de 2024, fevereiro e junho de 2025. Essas observações cobriram toda a amplitude do movimento orbital do sistema binário, que tem um período de 203 dias.

"Os espectros revelaram que as assinaturas do plasma de alta temperatura mudam de velocidade entre as três observações, seguindo o movimento orbital da anã branca em vez do da estrela Be", continua o pesquisador.


A estrela gama-Cas (y-Cas) forma a ponta central da constelação de Cassiopeia, com seu característico formato de "W". Próxima à estrela polar Polaris, ela é visível todas as noites para observadores do hemisfério norte. A estrela, que gira rapidamente, ejeta um disco de matéria em rotação, resultando em variações em seu brilho. Pequenos telescópios revelam essa cintilação, tornando-a um alvo popular para astrônomos amadores. Crédito: Astronomy Now/Greg Smye-Rums

"Essa mudança foi medida com alta confiabilidade estatística. É, de fato, a primeira evidência direta de que o plasma ultraquente responsável pelos raios X está associado à estrela companheira compacta, e não à própria estrela Be."

A largura moderada dessas assinaturas (da ordem de 200 km/s) fornece informações adicionais. Ela efetivamente descarta o caso de uma anã branca não magnética, onde a acreção ocorre nas regiões internas do disco, que giram rapidamente e, portanto, produzem assinaturas muito amplas.

As observações sugerem, portanto, que a anã branca é magnética: o disco é então truncado e o campo magnético canaliza o material em acreção em direção aos seus polos.

Esses resultados permitem identificar y Cas e seus análogos como binários de anãs brancas com estrelas Be, uma população de objetos prevista há muito tempo, mas nunca claramente identificada.

Os astrônomos da ULiège também destacaram duas características distintivas dessa população: ela se refere principalmente a estrelas Be massivas, representando cerca de 10% delas. Modelos teóricos, no entanto, previram uma proporção não apenas maior, mas também associada a estrelas Be de baixa massa.

"Essa discrepância sugere uma revisão dos modelos de evolução binária, particularmente no que diz respeito à eficiência da transferência de massa entre os componentes — uma conclusão que está em consonância com a de diversos estudos independentes recentes. Resolver esse mistério, portanto, abre novos caminhos de pesquisa para os próximos anos! Compreender a evolução dos sistemas binários é crucial para a compreensão, por exemplo, das ondas gravitacionais, já que são justamente os sistemas binários massivos que as emitem no final de suas vidas", concluiu Nazé.


Detalhes da publicação
Yaël Nazé et al, Movimento orbital detectado nas linhas de emissão gama Cas Fe K, Astronomy & Astrophysics (2026). DOI: 10.1051/0004-6361/202558284

Informações sobre o periódico: Astronomia e Astrofísica 

 

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