Estrelas de nêutrons foram classificadas como "mortos-vivos" ... estrelas de zumbis reais. Eles nascem quando uma estrela maciça entra em colapso sob a gravidade e suas camadas externas são sopradas por toda parte, ofuscando um bilhão de sóis, em um evento de supernova. O que resta é um cadáver estelar ... um núcleo de densidade inconcebível ... onde uma colher de chá pesaria cerca de um bilhão de toneladas na Terra. Como estudaríamos essa curiosidade? A NASA propôs uma missão chamada NICER (Explorer Interior Composition Composition), que detectaria o zumbi e nos permitiria ver o coração sombrio de uma estrela de nêutrons.
O núcleo de uma estrela de nêutrons é bastante incrível. Apesar de ter destruído a maior parte de seu exterior e ter parado a fusão nuclear, ele ainda irradia calor da explosão e exala um campo magnético que inclina a balança. Essa forma intensa de radiação causada pelo colapso do núcleo mede mais de um trilhão de vezes mais forte que o campo magnético da Terra. Se você não acha isso impressionante, pense no tamanho. Originalmente, a estrela poderia ter um trilhão de quilômetros ou mais de diâmetro, mas agora está compactada com o tamanho de uma cidade comum. Isso faz de uma estrela de nêutrons um pequeno dínamo - capaz de condensar matéria em si mesma a mais de 1,4 vezes o conteúdo do Sol, ou pelo menos 460.000 Terras.
"Uma estrela de nêutrons está exatamente no limiar da matéria como pode existir - se ficar mais densa, se torna um buraco negro", diz o Dr. Zaven Arzoumanian, do Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland. “Não temos como criar interiores de estrelas de nêutrons na Terra, então o que importa sob uma pressão tão incrível é um mistério - existem muitas teorias sobre como ele se comporta. O mais próximo que chegamos de simular essas condições está nos aceleradores de partículas que esmagam átomos juntos quase na velocidade da luz. No entanto, essas colisões não são um substituto exato - elas duram apenas uma fração de segundo e geram temperaturas muito mais altas do que o que está dentro das estrelas de nêutrons. ”
Se aprovada, a missão NICER será lançada no verão de 2016 e anexada roboticamente à Estação Espacial Internacional. Em setembro de 2011, a NASA selecionou o NICER para estudar como uma potencial Missão de Oportunidade do Explorer. A missão receberá US $ 250.000 para conduzir um estudo conceitual de 11 meses. Cinco propostas da Missão de Oportunidade foram selecionadas entre 20 propostas. Após os estudos detalhados, a NASA planeja selecionar para o desenvolvimento uma ou mais das cinco propostas da Missão de Oportunidade em fevereiro de 2013.
O que o NICER fará? Primeiramente, uma série de 56 telescópios coletará informações de raios-X de pólos magnéticos e pontos quentes de estrelas de nêutrons. É nessas áreas que nossas estrelas zumbis liberam raios-X e, ao girarem, criam um pulso de luz - daí o termo “pulsar”. À medida que a estrela de nêutrons diminui, ela gira mais rapidamente e a gravidade intensa resultante pode extrair material de uma estrela em órbita próxima. Alguns desses pulsares giram tão rápido que podem atingir velocidades de várias centenas de rotações por segundo! O que os cientistas estão ansiosos para entender é como a matéria se comporta dentro de uma estrela de nêutrons e “identificando a Equação de Estado (EOS) correta que descreve com mais precisão como a matéria responde ao aumento da pressão. Atualmente, existem muitas EOSs sugeridas, cada uma propondo que a matéria possa ser comprimida por diferentes quantidades dentro das estrelas de nêutrons. Suponha que você segurasse duas bolas do mesmo tamanho, mas uma era feita de espuma e a outra era de madeira. Você pode apertar a bola de espuma para um tamanho menor que o de madeira. Da mesma forma, uma EOS que diz que a matéria é altamente compressível irá prever uma estrela de nêutrons menor para uma dada massa do que uma EOS que diz que a matéria é menos compressível. ”
Agora, tudo que o NICER precisará fazer é nos ajudar a medir a massa de um pulsar. Uma vez determinado, podemos obter uma EOS correta e desvendar o mistério de como a matéria se comporta sob intensa gravidade. "O problema é que as estrelas de nêutrons são pequenas e muito distantes para permitir que seus tamanhos sejam medidos diretamente", diz o pesquisador principal do NICER, Dr. Keith Gendreau, da NASA Goddard. "No entanto, o NICER será a primeira missão com sensibilidade e resolução de tempo suficientes para descobrir indiretamente o tamanho de uma estrela de nêutrons. A chave é medir com precisão o quanto o brilho dos raios X muda à medida que a estrela de nêutrons gira. ”
Então, o que mais a nossa estrela zumbi faz com isso é impressionante? Por causa de sua extrema gravidade em um volume tão pequeno, distorcem o espaço / tempo de acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein. É esse espaço "distorcido" que permite aos astrônomos revelar a presença de uma estrela companheira. Também produz efeitos como um deslocamento orbital chamado precessão, permitindo que o par orbite em torno um do outro, causando ondas gravitacionais e produzindo energia orbital mensurável. Um dos objetivos do NICER é detectar esses efeitos. A própria urdidura permitirá que a equipe determine o tamanho da estrela de nêutrons. Quão? Imagine empurrar o dedo em um material elástico - depois imagine empurrar a mão inteira contra ele. Quanto menor a estrela de nêutrons, mais ela distorce o espaço e a luz.
Aqui as curvas de luz se tornam muito importantes. Quando os pontos de acesso de uma estrela de nêutrons estão alinhados com as nossas observações, o brilho aumenta à medida que a pessoa gira à vista e diminui à medida que gira. Isso resulta em uma curva de luz com ondas grandes. Porém, quando o espaço é distorcido, é possível visualizar a curva e ver o segundo ponto de acesso - resultando em uma curva de luz com ondas menores e mais suaves. A equipe possui modelos que produzem “curvas de luz exclusivas para os vários tamanhos previstos por diferentes EOSs. Ao escolher a curva de luz que melhor combina com a observada, eles obterão a EOS correta e resolverão o enigma da matéria à beira do esquecimento. ”
E dê vida às estrelas zumbis ...
Fonte da história original: NASA Mission News.
