Quando – no final de sua vida – uma estrela massiva explode como uma supernova, seu núcleo pode entrar em colapso e acabar como um objeto minúsculo e super denso, com pouco mais que a massa do nosso sol. Esses pequenos e incrivelmente densos núcleos de estrelas explodidas são estrelas de nêutrons. Eles estão entre os objetos mais bizarros do universo.
Uma estrela de nêutrons típica tem cerca de 1,4 vezes a massa do nosso sol, mas elas variam até duas massas solares. Agora considere que nosso sol tem cerca de 100 vezes o diâmetro da Terra. Em uma estrela de nêutrons, toda a sua grande massa – até o dobro do Sol – é comprimida em uma estrela com apenas 15 km de diâmetro ou aproximadamente o tamanho de uma cidade terrestre.
Então talvez você possa ver que as estrelas de nêutrons são muito, muito densas! Uma colher de sopa de material estrela de nêutrons pesaria mais de 1 bilhão de toneladas dos EUA (900 bilhões de kg). Isso é mais do que o peso do Monte Everest, a montanha mais alta da Terra.
Veja como as estrelas de nêutrons se formam. Durante a maior parte de suas vidas, as estrelas mantêm um delicado equilíbrio. A gravidade tenta comprimir a estrela enquanto a pressão interna da estrela exerce um impulso externo. A pressão externa é causada pela fusão nuclear no núcleo da estrela. Essa fusão “ardente” é o processo pelo qual as estrelas brilham.
Em uma explosão de supernova, a gravidade repentina e catastroficamente assume a vantagem na guerra que está enfrentando com a pressão interna da estrela há milhões ou bilhões de anos. Com seu combustível nuclear esgotado e a pressão externa removida, a gravidade de repente comprime a estrela para dentro. Uma onda de choque viaja para o núcleo e se recupera, explodindo a estrela. Todo esse processo leva talvez alguns segundos.
Mas a vitória da gravidade ainda não está completa. Com a maior parte da estrela soprada no espaço, o núcleo permanece, que pode possuir apenas um par de vezes a massa do nosso sol. A gravidade continua a comprimi-la, a um ponto em que os átomos se tornam tão compactos e tão próximos que elétrons são violentamente lançados em seus núcleos pais, combinando-se com os prótons para formar nêutrons.
Assim, a estrela de nêutrons recebe esse nome de sua composição. O que a gravidade criou é um material denso e rico em nêutrons – chamado neutrônio – em uma esfera do tamanho de uma cidade.
O que são estrelas de nêutrons e não são. Se, após a supernova, o núcleo da estrela tiver massa suficiente, então – de acordo com o entendimento atual – o colapso gravitacional continuará. Um buraco negro se formará em vez de uma estrela de nêutrons. Em termos de massa, a linha divisória entre estrelas de nêutrons e buracos negros é objeto de muito debate. Astrofísicos se referem a um tipo de “massa perdida”, ocorrendo entre cerca de duas massas solares (a massa máxima teórica de uma estrela de nêutrons) e cinco massas solares (a massa mínima teórica de um buraco negro). Alguns esperam que este suporte de massa acabe sendo preenchido por buracos negros ultraleves, mas até agora nenhum foi encontrado. A estrutura interna exata de uma estrela de nêutrons também é objeto de muito debate. O pensamento atual é que a estrela possui uma fina crosta de ferro, talvez com uma milha ou mais de espessura. De acordo com isso, a composição é em grande parte nêutrons, assumindo várias formas ainda mais na estrela de nêutrons que são. Uma estrela de nêutrons não gera luz ou calor próprio após a sua formação. Ao longo de milhões de anos, seu calor latente esfriará gradualmente de 600.000 graus Kelvin (1 milhão de graus Fahrenheit), acabando com sua vida como o remanescente frio e morto de uma estrela que já foi gloriosa. Como as estrelas de nêutrons são muito densas, elas têm campos gravitacionais e magnéticos intensos. A gravidade de uma estrela de nêutrons é cerca de mil bilhões de vezes mais forte que a da Terra. Assim, a superfície de uma estrela de nêutrons é extremamente lisa; a gravidade não permite que nada alto exista. Pensa-se que as estrelas de nêutrons tenham “montanhas”, mas têm apenas centímetros de altura.
Pulsares: Como sabemos sobre as estrelas de nêutrons. Embora as estrelas de nêutrons tenham sido previstas por muito tempo na teoria astrofísica, não foi até 1967 que a primeira foi descoberta, como pulsar, por Dame Jocelyn Bell Burnell. Desde então, centenas mais foram descobertas, incluindo o famoso pulsar no coração da Nebulosa do Caranguejo, um remanescente de supernova que explodiu pelos chineses em 1054.
Em uma estrela de nêutrons, campos magnéticos intensos focalizam as ondas de rádio em dois feixes que disparam para o espaço a partir de seus pólos magnéticos, como o feixe de um farol. Se o objeto é orientado da mesma forma em relação à Terra – para que esses raios se tornem visíveis do nosso ponto de vista terrestre -, vemos flashes de luz de rádio em intervalos regulares e extremamente precisos. As estrelas de nêutrons são, de fato, os guardiões do tempo celestes do cosmos, cuja precisão rivaliza com a dos relógios atômicos. As estrelas de nêutrons giram extremamente rapidamente e podemos usar os feixes de rádio de um pulsar para medir a velocidade. A estrela de nêutrons de rotação mais rápida já descoberta gira 716 vezes por segundo, o que equivale a cerca de um quarto da velocidade da luz.
Mais manifestações de estrelas de nêutrons em nossa galáxia. Estima-se que existam mais de cem milhões de estrelas de nêutrons em nossa galáxia Via Láctea. No entanto, muitos serão velhos e frios e, portanto, difíceis de detectar. Pensa-se que as colisões inimaginavelmente violentas de estrelas de nêutrons, uma das quais foi detectada em 2017 pelos observatórios de ondas gravitacionais do LIGO e designadas GW170817, são onde são criados elementos pesados como ouro e platina, já que não se pensa que supernovas normais gerem as pressões necessárias e temperaturas.
Uma estrela de nêutrons que possui um campo magnético anormalmente forte é conhecida como magnetar, capaz de puxar as chaves do bolso de tão longe quanto a lua. A origem dos magnetares não é bem conhecida. Pensa-se que as estrelas de nêutrons, incluindo magnetares e pulsares, sejam responsáveis por vários fenômenos pouco compreendidos, incluindo os misteriosos Fast Radio Bursts (FRBs) e os chamados Soft Gamma Repeater (SGRs). Estrelas de nêutrons são os núcleos colapsados de estrelas anteriormente massivas que foram esmagadas a uma densidade extrema por explosões de supernovas. Uma estrela de nêutrons não é tão densa quanto um buraco negro, mas é mais densa que qualquer outro tipo conhecido de estrela.Publicado em 14/02/2020 13h05
Artigo original:
Achou importante? Compartilhe!
Assine nossa newsletter e fique informado sobre Astrofísica, Biofísica, Geofísica e outras áreas. Preencha seu e-mail no espaço abaixo e clique em “OK”: