O que são estrelas de nêutrons?

Físicos e astrônomos entusiasmados anunciaram nesta segunda-feira (16) a primeira observação da fusão de duas estrelas de nêutrons, um dos fenômenos mais espetaculares e violentos do Universo.

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Mas o que são estrelas de nêutrons? Perguntamos a Patrick Sutton, chefe do departamento de física gravitacional da Universidade de Cardiff, no Reino Unido, que contribuiu para a descoberta.

O que são estrelas de nêutrons?
Sutton: Você pode pensar nelas como os núcleos colapsados e queimados de estrelas mortas.

Quando grandes estrelas chegam ao final de suas vidas, seu núcleo entrará em colapso, e as camadas externas da estrela serão expelidas. O que resta é um objeto extremamente exótico, essa estrela de nêutrons.

Uma estrela de nêutrons tipicamente teria uma massa de talvez meio milhão de vezes a massa da Terra, mas tem apenas cerca de 20 quilômetros de diâmetro (o que equivale ao tamanho de Londres).

Um punhado de material desta estrela pesaria tanto quanto o Monte Everest.

Elas são muito quentes, talvez de um milhão de graus, são altamente radioativas, têm campos magnéticos incrivelmente intensos (...). São indiscutivelmente os ambientes mais hostis do universo hoje.

Por que as estrelas de nêutrons se fundem?
Sutton: É muito comum que as estrelas (...) no universo realmente sejam formadas em pares por uma determinada nuvem de gás.

Se as estrelas são grandes o suficiente, então, no final de sua vida, elas explodem e deixam para trás núcleos de estrelas de nêutrons, e as estrelas de nêutrons continuarão orbitando uma às outras.

À medida que elas orbitam, liberam ondas gravitacionais, e as ondas levam energia com elas, e então as estrelas lentamente se aproximam cada vez mais.

À medida que se aproximam, orbitam cada vez mais rápido, e a emissão de ondas gravitacionais se acelera.

Você obtém um processo desenfreado onde as duas estrelas, nos últimos momentos de sua vida, estarão orbitando uma à outra várias centenas de vezes por segundo, de modo que se movem muito perto da velocidade da luz e, eventualmente, irão se fundir.

O que acontece depois?
Sutton: Como não entendemos exatamente a mecânica de como essas estrelas de nêutrons funcionam no interior, seu destino final não é certo.

Se as estrelas são pesadas o suficiente, temos certeza de que elas vão colapsar para formar um buraco negro, e parte da matéria restante (...) formará o que é chamado de disco de acreção, orbitando ao redor do buraco negro.

Pode ser que, se as estrelas forem leves o suficiente, elas formarão uma única estrela de nêutrons muito pesada em vez de um buraco negro. Ela pode ser estável e permanecer uma estrela de nêutrons para sempre, ou pode ser instável e eventualmente entrar em colapso formando um buraco negro.