Estrelas de nêutrons são os remanescentes de estrelas gigantes que morreram em uma explosão de fogo conhecida como supernova. Após essa explosão, os núcleos dessas estrelas anteriores se compactam em um objeto ultradenso com a massa do sol em uma bola do tamanho de uma cidade.
Como se formam as estrelas de nêutrons?
Estrelas comuns mantêm sua forma esférica porque a gravidade da massa gigantesca tenta puxar seu gás para um ponto central, mas é equilibrada pela energia da fusão nuclear em seus núcleos, que exerce uma pressão externa, de acordo com a NASA. No final de suas vidas, estrelas que estão entre quatro e oito vezes a massa do sol queimam pelo combustível disponível e suas reações de fusão interna cessam. As camadas externas das estrelas entram rapidamente em colapso, saltando do núcleo espesso e explodindo novamente como uma supernova violenta.
Mas o núcleo denso continua em colapso, gerando pressões tão altas que prótons e elétrons são espremidos em nêutrons, bem como partículas leves chamadas neutrinos que escapam para o universo distante. O resultado final é uma estrela cuja massa é de 90% de nêutrons, que não pode ser mais apertada e, portanto, a estrela de nêutrons não pode se decompor mais.
Características de uma estrela de nêutrons
Os astrônomos teorizaram sobre a existência dessas entidades estelares bizarras na década de 1930, logo após a descoberta do nêutron. Mas não foi até 1967 que os cientistas tinham boas evidências para estrelas de nêutrons na realidade. Uma estudante de pós-graduação chamada Jocelyn Bell, da Universidade de Cambridge, na Inglaterra, notou pulsos estranhos em seu radiotelescópio, chegando tão regularmente que a princípio ela pensou que poderiam ser um sinal de uma civilização alienígena, de acordo com a American Physical Society. Os padrões acabaram não sendo E.T. mas sim radiação emitida por estrelas de nêutrons que giram rapidamente.
A supernova que dá origem a uma estrela de nêutrons transmite uma grande quantidade de energia ao objeto compacto, fazendo com que ele gire em seu eixo entre 0,1 e 60 vezes por segundo e até 700 vezes por segundo. Os formidáveis campos magnéticos dessas entidades produzem colunas de radiação de alta potência, que podem varrer a Terra como feixes de farol, criando o que é conhecido como pulsar.
As propriedades das estrelas de nêutrons estão totalmente fora deste mundo - uma única colher de chá de material de estrelas de nêutrons pesaria um bilhão de toneladas. Se você estivesse de alguma forma na superfície deles sem morrer, experimentaria uma força de gravidade 2 bilhões de vezes mais forte do que a que sente na Terra.
O campo magnético de uma estrela de nêutrons comum pode ser trilhões de vezes mais forte que o da Terra. Mas algumas estrelas de nêutrons têm campos magnéticos ainda mais extremos, mil ou mais vezes a média da estrela de nêutrons. Isso cria um objeto conhecido como magnetar.
Os terremotos na superfície de um magnetar - o equivalente a movimentos crustais na Terra que geram terremotos - podem liberar quantidades tremendas de energia. Em um décimo de segundo, um magnetar pode produzir mais energia do que o sol emitiu nos últimos 100.000 anos, segundo a NASA.
Pesquisa sobre estrelas de nêutrons
Os pesquisadores consideraram o uso de pulsos estáveis, semelhantes a relógios, de estrelas de nêutrons para auxiliar na navegação de naves espaciais, assim como os feixes de GPS ajudam a guiar as pessoas na Terra. Um experimento na Estação Espacial Internacional chamado Station Explorer para Tecnologia de Navegação e Temporização de Raios-X (SEXTANT) foi capaz de usar o sinal de pulsares para calcular a localização da ISS em até 16 km.
Mas ainda há muito a ser entendido sobre as estrelas de nêutrons. Por exemplo, em 2019, os astrônomos avistaram a estrela de nêutrons mais massiva já vista - com cerca de 2,14 vezes a massa de nosso sol compactada em uma esfera provavelmente com cerca de 20 km de diâmetro. Nesse tamanho, o objeto está no limite em que deveria ter entrado em colapso em um buraco negro; portanto, os pesquisadores estão examinando-o de perto para entender melhor a estranha física potencialmente no trabalho que o mantém.
Os pesquisadores também estão ganhando novas ferramentas para estudar melhor a dinâmica das estrelas de nêutrons. Usando o Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser (LIGO), os físicos puderam observar as ondas gravitacionais emitidas quando duas estrelas de nêutrons se circundam e depois colidem. Essas poderosas fusões podem ser responsáveis por fabricar muitos dos metais preciosos que temos na Terra, incluindo platina e ouro, e elementos radioativos, como o urânio.
