Estrelas de nêutron, pulsares e magnetares (versão simples)

Sempre que pensamos em algo que se aproxima do termo “infinito”, imaginamos uma vasta ramificação de possibilidades aplicáveis ao que foi projetado. Na escala do universo, é de bom tom pensar nas inúmeras configurações que qualquer objeto -seja ele um planeta, arranjo de átomos, gás, estrela- possa encontrar-se. Em casos onde os limites padrões do cosmos são ultrapassados, há o surgimento fenômenos singulares.

Qual seria o motivo do nome estrela de nêutrons? Durante o processo de contração de uma remanescente com massa cabível em um certo intervalo, a gravidade exerce uma força tão intensa que elétrons dos átomos da estrela fundem-se com prótons desta, dando origem a nêutrons, cuja carga elétrica é nula. A composição da estrela torna-se quase que puramente por nêutrons (o que gera o equilíbrio) conferindo-se, portanto, o curioso nome.

O tamanho de uma estrela de nêutrons impressiona, sendo que seu raio é na ordem de 10 somente quilômetros (o tamanho de uma cidade pequena)! Com dimensões tão modestas, junto com o fato de que grande parte da massa da estrela original foi contraída a tal volume diminuto, torna-se fácil concluir que a densidade de uma estrela de nêutrons é monstruosa. Na superfície de tal estrela, a massa presente em um metro cúbico é, em média, de 10^17 kg.

Avançando um pouco mais no sentido dos extremos do cosmos, temos os pulsares. Pulsares são estrelas de nêutrons dotadas de uma rotação excepcionalmente alta, com os mais “furiosos” chegando a incríveis 1000 rotações por segundo! Ademais, pulsares emitem um extraordinário feixe de radiação eletromagnética e possuem um campo magnético milhares de vezes maior do que o de uma estrela de nêutrons convencional, sendo que os magnetares, que são essencialmente pulsares, possuem um campo magnético ainda maior.

Devido à variedade de motivos que explicam a origem da emissão do feixe de radiação eletromagnética, os pulsares podem ser classificados em: potencializados por acreção (cuja origem encontra-se no disco de acreção formado ao redor da estrela); potencializados por rotação (cuja origem encontra-se na indução de uma corrente elétrica na superfície da estrela a qual resulta na aceleração de partículas eletricamente carregadas) e magnetares (cuja origem encontra-se na relação entre a superfície da estrela e seu campo magnético).

O motivo da rotação surpreendente também é explicado pela ciência. Imagine duas bolas de diferentes raios, mas com mesma massa, nas quais serão aplicadas uma força igual para que rotacionem. É razoável pensar que a de raio menor rotacionará com maior rapidez do que a maior. Essa analogia é extremamente útil para que se possa visualizar a situação alvo. Uma estrela suficientemente massiva, ao iniciar seu colapso, comprime sua massa cada vez mais a um raio cada vez menor. O momento angular da estrela anterior ao colapso conserva-se (a grosso modo, devido ao processo de supernova), sendo o mesmo para a estrela cujo raio é agora de ordem de uma maratona percorrida por atletas.

É comum pulsares serem chamados de faróis cósmicos, porque os polos da estrela periodicamente pulsante, ao entrar na linha de visada do observador, geram um efeito similar a um farol, utilizado por embarcações para orientarem-se. A precisão com que um pulsar pulsa é tamanha que, em um futuro distante, tais estrelas poderiam cumprir a exata função do típico farol, servindo como guia nas viagens cósmicas.

Outro advento muito interessante envolvendo estrelas de nêutrons é a geração de ondas gravitacionais, que são perturbações no tecido do espaço-tempo. Em 1975, um sistema binário composto por duas estrelas nêutrons foi detectado, concordando com excelência com as previsões vindas da relatividade geral.

Confira também o vídeo onde comento sobre o assunto: https://www.youtube.com/channel/UCrCcSiA3c3ECaAn9P4JiPiw

Material de referência: "Astrofísica para apressados" (Neil deGrasse Tyson); "uma breve história do tempo" e "universo em uma casca de noz" (Stephen Hawking) https://www.nasa.gov/missions/deepspace/f_magnetars.html https://imagine.gsfc.nasa.gov/s…/objects/neutron_stars1.html