Um cubo de açúcar de estrela de nêutrons pesaria tanto quanto uma montanha

Imagine um cubo de açúcar. Agora imagine que esse mesmo cubinho pesa cerca de um bilhão de toneladas, tanto quanto uma montanha. Segundo a NASA, é mais ou menos isso que pesaria na Terra um cubo de açúcar feito do material de uma estrela de nêutrons. Elas são os objetos mais densos do universo que conseguimos observar diretamente.

Uma estrela de nêutrons é o que sobra quando uma estrela gigante morre. Quando uma estrela várias vezes mais pesada que o Sol fica sem combustível, o núcleo desaba numa fração de segundo enquanto as camadas de fora explodem numa supernova. O núcleo é esmagado com tanta força que prótons e elétrons se fundem e viram nêutrons. O resultado é uma bola de uns 20 quilômetros de diâmetro, mais ou menos do tamanho de uma cidade, com até duas vezes a massa do Sol.

Essa compressão tem consequências estranhas. A gravidade na superfície é cerca de um bilhão de vezes mais forte que na Terra. Em 2021, uma equipe liderada por Fabian Gittins, da Universidade de Southampton, calculou que as “montanhas” mais altas de uma estrela de nêutrons provavelmente têm só uma fração de milímetro. Os campos magnéticos podem ser trilhões de vezes mais fortes que o da Terra.

Elas também giram. Quando uma estrela desaba, passa a girar mais rápido, como uma patinadora que recolhe os braços. Algumas estrelas de nêutrons lançam feixes de radiação pelos polos magnéticos e, enquanto giram, esses feixes varrem o espaço como um farol. Se um feixe cruza a Terra, vemos piscadas regulares. São os pulsares. O mais rápido conhecido, o PSR J1748-2446ad, num aglomerado de estrelas chamado Terzan 5, gira 716 vezes por segundo. A descoberta foi publicada na revista Science em 2006.

O primeiro pulsar foi encontrado por acaso. Em 1967, Jocelyn Bell, doutoranda da Universidade de Cambridge, notou um “rabisco” estranho nos dados de um radiotelescópio que ela tinha ajudado a construir. Era um sinal que se repetia a cada 1,337 segundo, tão regular que a equipe, meio de brincadeira, o chamou de LGM-1, de “little green men”, os homenzinhos verdes. Um segundo pulsar, achado logo depois em outra parte do céu, descartou os alienígenas. Em 1974, o Nobel de Física foi para o orientador dela, Antony Hewish, e para Martin Ryle, mas não para ela, uma das omissões mais debatidas da história do prêmio. Décadas depois, em 2018, ela recebeu o Prêmio Breakthrough Especial em Física Fundamental, de 3 milhões de dólares, e doou tudo para criar bolsas para estudantes de física de grupos sub-representados.

As estrelas de nêutrons podem até ser o motivo de você ter alguma coisa de ouro. Em 17 de agosto de 2017, os detectores LIGO e Virgo captaram ondas gravitacionais de duas estrelas de nêutrons colidindo a uns 130 milhões de anos-luz, na galáxia NGC 4993. Telescópios do mundo todo, incluindo missões da NASA, viram em seguida a luz da explosão, chamada quilonova. O brilho mostrava a assinatura de elementos pesados recém-fabricados, como ouro e platina. Colisões assim podem ser uma das principais fontes desses elementos no universo. Então o ouro do Disco de Ouro levado pela Voyager 1 pode ter sido forjado, bilhões de anos atrás, na batida de duas estrelas mortas.

Fontes: NASA Science (“Neutron Stars Are Weird!”); NASA Imagine the Universe; NASA Hubble (pulsares); Hessels et al., Science (2006); NASA (comunicado sobre o GW170817); LIGO Caltech; Royal Astronomical Society (2021); Breakthrough Prize Foundation. Capa: ilustração de uma estrela de nêutrons, Casey Reed, Penn State University, Wikimedia Commons, domínio público.