Estrelas de nêutrons

Em 1934, dois anos após a descoberta do nêutron por James Chadwick (1891 - 1974) o físico e matemático soviético Lev Davidovich Landau (1908 - 1968) propôs a existência das estrelas de nêutrons. Em sua teoria, Landau insinuou que esses corpos seriam formadas após explosões de supernovas (explosão de estrelas muito massivas).

A teoria de Landau só foi comprovada em 1967 quando o astrônomo inglês A. Hewshi detectou o primeiro pulsar (estrela de nêutrons em rotação que emite pulsos regulares de radiação). A partir de então muitas estrelas de nêutrons foram encontradas e posteriormente classificadas em pulsares e magnetares.

O que são as estrelas de nêutrons?

As estrelas de nêutrons são remanescentes de supernovas, ou seja, restos de explosões monumentais que ocorrem na etapa final da existência de estrelas gigantescas. Quando uma estrela possui aproximadamente 1,5 a 3 vezes a massa do Sol ela está mais suscetível à violenta ação da gravidade ao chegar ao fim de sua vida, quando as reações nucleares param. É nessa fase então, que a gravidade toma conta da estrela pressionando-a de forma violenta e após a explosão da supernova a estrela é comprimida a um tamanho relativamente pequeno para sua quantidade de matéria.

Como o núcleo estelar é pressionado de forma colossal pelas forças que atuam na estrela podemos imaginar o que acontece com seus átomos. Por serem os componentes microscópicos da estrela (e de toda matéria) também são pressionados e o resultado é que eles encolhem radicalmente.Os átomos possuem uma grande distância entre as órbitas dos elétrons e o núcleo. O núcleo é aproximadamente 100 mil vezes menor do que ó próprio tamanho do átomo. Porém devido a enorme pressão que os átomos em estrelas de nêutrons sofrem, a órbita desses elétrons são pressionadas e encolhidas ao ponto de fazer com que os elétrons colidam com o núcleo.

O que acontece em seguida é o que torna as estrelas de nêutrons especiais. Após o encurtamento das órbitas e a colisão dos elétrons com o núcleo observamos a criação de nêutrons. Isso se deve ao fato dos elétrons (carga negativa) estarem colidindo com os prótons (carga positiva) que ficam no núcleo. E há então a anulação das cargas, criando um nêutron (carga nula). Vemos então que a criação dos nêutrons nas estrelas de nêutrons é causado pela pressão que esmaga os átomos forçando os elétrons a colidirem com o núcleo e assim anularem-se com a carga dos prótons criando nêutrons.

Mecanismos de formação das estrelas de nêutrons

Após o nascimento de uma estrela o que vemos é uma luta entre a força das reações nucleares e a força da gravidade. Quando essas forças se tornam iguais, a estrela está em equilíbrio hidrostático e permanecerá assim até que todo seu combustível de hidrogênio acabe. Quando chega o dia em que não existe mais hidrogênio para queima a estrela começa a queimar elementos mais pesados como o hélio. Como a força das reações nucleares começam a enfraquecer a força da gravidade começa a tomar conta da estrela, esmagando-a. A estrela agora, dependendo de sua massa irá explodir em uma supernova, hipernova ou passará por fenômenos diferentes. Para a criação de estrelas de nêutrons é necessário que a estrela exploda em uma supernova.

Após a explosão que ejeta as camadas de gases exteriores ao núcleo o que sobra é apenas isto, um núcleo estelar extremamente denso, com a matéria extremamente comprimida. Nessa fase a estrela gira muito rápido o que contribui ainda mais para a matéria dentro dela se comprima de forma violenta. Quanto menor a estrela fica devido a ação da gravidade mais a estrela gira.

Algumas estrelas de nêutrons liberam pulsos de radiação por seus polos devido as linhas de força magnética. Essas são as chamadas pulsares, estrelas que emitem radiação de forma cíclica e podem ser compradas a faróis. Existem outras estrelas, as chamadas magnetares, que possuem um campo eletromagnético extremamente forte. Uma pequena parcela de seu campo magnético poderia desmagnetizar todos os cartões de crédito da Terra.

As estrelas de nêutrons nos mostram que as leis da física podem criar coisas que desafiam nossa imaginação. Estrelas formadas, virtualmente, somente por nêutrons são apenas uma amostra do que o Universo pode criar.