Duas características essenciais destas estrelas ultradensas são a sua rotação rápida e o seu forte campo magnético. Qualquer estrela roda sobre ela própria, em geral lentamente. Quando uma estrela colapsa, a sua velocidade de rotação aumenta rapidamente (pela mesma razão que um patinador aumenta a sua velocidade de rotação reaproximando os braços ao corpo); uma estrela de neutrões pode assim rodar sobre ela própria várias dezenas de vezes por segundo! Da mesma forma, qualquer estrela possui um campo magnético fraco, da ordem do da Terra; quando se dá o colapso, a intensidade do campo aumenta, uma vez que se concentra numa superfície cada vez mais pequena; as estrelas de neutrões têm consequentemente campos magnéticos de cem milhões de tesla, ou seja centenas de milhares de milhões de vezes o da Terra!
Modelo de um pulsar
Estas duas características permitiram a detecção das estrelas de neutrões sob a forma de pulsares. Um pulsar é provavelmente uma estrela de neutrões fortemente magnetizada e em rotação muito rápida. As linhas de campo magnético focalizam os electrões ao longo do eixo magnético, que geralmente não coincide com o eixo de rotação, permitindo a emissão de um feixe de ondas rádio que roda ao mesmo tempo que a estrela, produzindo em cada volta uma pulsação no momento em que intercepta a linha de mira do observador.
Conhecem-se mais de 400 pulsares, que estão na sua maior parte situados no plano galáctico, num raio de alguns parsecs em torno do Sol. Os locais a priori mais prometedores para procurar os pulsares são os restos de supernova.
Pulsar na Nebulosa do Caranguejo
No centro da Nebulosa do Caranguejo encontra-se uma estrela de neutrões magnetizada que roda à velocidade de 30 rotações por segundo
A rotação de um pulsar deve abrandar lentamente ao longo do tempo à medida que dissipa a própria energia: os pulsares jovens devem portanto rodar mais depressa do que os pulsares mais antigos. Contudo, alguns pulsares ultra rápidos não parecem particularmente jovens e os teóricos pensam que podem ter sido acelerados por uma transferência de matéria proveniente de uma estrela companheira. Quando a rotação se torna demasiado lenta, o fenómeno de pulsar deverá desaparecer: o período de vida médio de um pulsar não deverá ultrapassar alguns milhões de anos.
Fonte: www.prof2000.pt
As estrelas de nêutrons ou neutrões são corpos celestes supermassivos, ultracompactos e com gravidade extremamente alta.
A partir de estudos teóricos e observações astronômicas sabe-se que a densidade no centro destas estrelas é enorme, da ordem de 1015 g/cm³.
Devido à alta gravidade superficial, os feixes de luz que passam próximos a algumas estrelas de nêutrons são desviados, ocasionando distorções visuais, muitas vezes aberrações cromáticas ou o efeito chamado lente gravitacional.
Estrelas de nêutrons são um dos possíveis estágios finais na vida de uma estrela. Elas são criadas quando estrelas com massa maior a oito vezes a do Sol esgotam sua energia nuclear e passam por uma explosão de supernova.
Essa explosão ejeta as camadas mais externas da estrela, formando um remanescente de supernova. Instantes antes da explosão a região central da estrela se contrai com a gravidade, fazendo com que prótons e elétrons se combinem para formar nêutrons, e daí vem o nome "estrela de nêutrons".
Nasa, Estrela de Neutrons isolada pelo telescópio orbital Hubble em 1997
Alguns tipos de estrelas, ao chegarem ao final de suas vidas, após passarem por períodos turbulentos, onde muitas vezes explosões violentas ejetam matéria para o espaço, adquirem a forma de uma estrela de nêutrons.
Na estrela de nêutrons a atividade de explosões nucleares acabou. A força de gravidade, sem a contrapartida da atividade nuclear, comprime a matéria dentro de uma esfera de raio muito pequeno, algumas dezenas de quilômetros.
A matéria que anteriormente estava sob a forma de hidrogênio, hélio, etc, perde então suas características de carga e seus elétrons, devido aos efeitos de pressões enormes, são empurrados para o núcleo dos átomos e, unindo-se aos prótons, são convertidos em nêutrons. Estes nêutrons estão tão comprimidos devido à pressão que a estrela de nêutrons se converte praticamente em um nêutron gigantesco.
Estrutura de uma estrela de Nêutrons
Este corpo é extremamente massivo e gira muito rápido; seu período de rotação pode alcançar de milésimos de segundos!
Essas estrelas possuem um campo magnético muito forte, e a pouca radiação que escapa da sua superfície são ondas de rádio, raios gama etc, na forma de jatos com a direção do eixo magnético norte-sul. Esse eixo não necessariamente coincide como o eixo de rotação da estrela, fazendo com que o canhão de partículas varra regiões diferentes durante sua rotação, ao invés de ficar apontado para uma única região do espaço. Quando isso acontece, temos o pulsar, que nada mais é que o canhão de radiação da estrela apontado para nós periodicamente.
O interior de uma estrela de nêutrons consiste de um núcleo grande formado basicamente por nêutrons e um pequeno número de prótons supercondutores. Novamente, a baixas temperaturas, os prótons supercondutores, combinados com a alta velocidade de rotação da estrela, produzem um efeito dínamo, semelhante ao responsável pelo campo magnético da Terra. Ao redor do núcleo encontra-se um manto de nêutrons, seguido por uma camada de núcleos de ferro e elétrons livres.
Conseguimos observar esta radiação pulsante nos nossos detectores de rádio, um pulso periódico é muito preciso, mais preciso que o melhor de nossos relógios atômicos.
O primeiro pulsar foi descoberto acidentalmente no final da década de 1960, quando cientistas buscavam fontes de rádio que estivessem distantes, utilizando para isso um radiotelescópio especial, sensível a ondas de rádio de rápida variabilidade que havia sido construído. Encontraram um objeto que emitia pulsos de radiação extremamente precisos, por causa dessa precisão de pulso suspeitaram até mesmo de um sinal alienígena.
O pulsar PSR 1913+16 é um sistema orbitado por estrelas de nêutrons com uma separação máxima de apenas um raio solar entre elas. Possui movimentos rápidos, e as observações indicam que o período orbital desse sistema deve diminuir relativamente rápido, tendo em vista seu forte sinal de onda gravitacional; desde 1975 o período já diminuiu de 10 segundos.
Pulsar ou pulsares são estrelas de nêutrons muito pequenas e muito densas.
Os pulsares podem apresentar um campo gravitacional até 1 bilhão de vezes maior que o campo gravitacional terrestre. Eles provavelmente são os restos de estrelas que entraram em colapso, fenômeno também conhecido como supernova.
À medida que uma estrela vai perdendo energia, sua matéria é comprimida em direção ao seu centro, ficando cada vez mais densa. Quanto mais a matéria da estrela se move em direção ao seu centro, mais rápidamente ela gira. Qualquer estrela possui um campo magnético que em geral é fraco, mas quando o núcleo de uma estrela é comprimido até se tornar uma estrela de nêutrons, o seu campo magnético também sobre compressão, com isso as linhas de campo magnético ficam mais densas, dessa forma tornam o campo magnético muito intenso, esse forte campo junto com a alta velocidade de rotação passa a produzir fortes correntes elétricas na superfície da estrela de nêutrons.
Os prótons e elétrons ligados de maneira “fraca” à superfície dessas estrelas são impulsionados para fora e fluem, pelas linhas do campo magnético, até os pólos norte e sul da estrela. O eixo eletromagnético da estrela de nêutrons não necessita estar alinhado com o eixo de rotação. Quando isso acontece, temos o pulsar.
Essas estrelas possuem duas fontes de radiação eletromagnética: A primeira é a radiação síncrotron que não é térmica, ela é emitida por partículas presas ao campo magnético dessas estrelas. A segunda é a radiação térmica que composta por raios-x, radiação óptica, etc. Essa radiação ocorre devido ao choque de partículas com a superfície junto aos pólos dessa estrelas.
Com o desalinhamento entre o eixo magnético e o de rotação, a estrela emite uma enorme quantidade de radiação pelos pólos, que varre diferentes direções no espaço, sendo assim só podemos detectar as estrelas de nêutrons quando nosso planeta está na direção da radiação emitida pela estrela. Essa radiação recebe o nome de pulso, pois vem até nós como uma série de pulsos eletromagnéticos.
O pulsar emite um fluxo de energia constante. Essa energia é concentrada em um fluxo de partículas eletromagnéticas. Quando a estrela gira, o feixe de energia é espalhado no espaço, como o feixe de luz de um farol. Somente quando o feixe incide sobre a Terra é que podemos detectar os pulsares através de radiotelescópios.
A luz emitida pelos pulsares no espectro visível é tão pequena que não é possível observá-la a olho nu. Somente os radiotelescópios podem detectar a forte energia que eles emitem.
O Pulsar de Caranguejo. Esta imagem combina informação óptica recolhida pelo Hubble (a vermelho) e imagens raio-X do Chandra (a azul).
PSR 1919+21
PSR 1913+16 - 1º pulsar binário a ser descoberto
PSR B1937+21
Cen X-3 - 1º pulsar de raios-X a ser descoberto
SAX J1808.4-3658
PSR B1257+12 - 1º pulsar com planeta a ser descoberto
PSR J0737-3039
SGR 1806-20
PSR J1748-2446ad - pulsar com rotação mais rápida
No caso de uma supernova ocorrer em um sistema binário, a companheira da supernova pode sofrer alguns danos em suas camadas superficiais e mesmo assim continuar sua vida. Com isso, uma estrela de nêutrons será formada próximo à outra estrela. Quando esta estrela evoluir para uma gigante vermelha, o seu gás irá espiralar em direção à estrela de nêutrons. Esse gás que é tragado pela estrela de nêutrons formará um espesso disco ao redor dela; tal disco é chamado de disco de acreção.
Disco de acresção.
O atrito que existe entre camadas de gás nas órbitas próximas ao longo do disco de acreção leva à perda de momento angular e ao movimento de queda em espiral em direção à superfície da estrela de nêutrons. O gás em espiral move-se em direção ao campo gravitacional da estrela de nêutrons, então sua energia gravitacional é convertida na forma de energia térmica dentro do disco de acreção. Na parte interna do disco de acreção a energia gravitacional é liberada com maior intensidade, atingindo uma temperatura média de milhões de graus. Uma enorme fonte de energia torna-se presente nessa região, onde há grande emissão de radiações, tais como ultravioleta e raios-x.
A pressão na estrela de nêutrons pode sofrer um grande aumento se o gás for transferido em uma quantidade relativamente alta do disco de acreção para a estrela de nêutrons; dessa forma, a energia fica acumulada, e assim, eventualmente, o gás é expulso da estrela de nêutrons, fazendo com que existam fortes correntes de gás em sua órbita.
Fonte: pt.wikipedia.org
