Uma equipe de astrofísicos recentemente usou novos modelos de estrelas de nêutrons para mapear pequenas áreas mais elevadas (montanhas) nas estruturas das estrelas perfeitamente esféricas. Eles descobriram que os desvios que apresentaram maiores relevos eram extraordinariamente pequenos devido à intensa atração gravitacional, marcando menos de um milímetro de altura. A pesquisa foi apresentada no Encontro Nacional de Astronomia da Royal Astronomical Society.

As estrelas de nêutrons são os núcleos mortos de estrelas que em algum momento já foram enormes, e que entraram em colapso sobre si mesmas. Eles são os objetos mais densos do Universo, depois dos buracos negros. Elas são chamadas dessa forma porque sua gravidade é tão intensa que os elétrons em seus átomos colapsam nos prótons, formando nêutrons. E elas são tão compactas que empacotam uma massa maior do que a do nosso Sol em uma esfera não mais larga do que uma cidade.

A avaliação da equipe das “montanhas” nessas estrelas de nêutrons vem em dois artigos atualmente hospedados no servidor de pré-impressão arXiv; juntos, os pesquisadores avaliam o quão grandes essas montanhas podem ser.

“Nas últimas duas décadas, houve muito interesse em entender o quão grandes essas montanhas podem ser antes que a crosta da estrela de nêutrons se quebre e a montanha não possa mais ser sustentada”, disse Fabian Gittins, astrofísico da Universidade de Southampton e autor principal dos dois artigos, em um comunicado à imprensa da Royal Astronomical Society.

Trabalhos anteriores indicaram que esse fenômeno pode ter alguns centímetros de altura – muitas vezes maiores do que a estimativa da equipe atual. Os cálculos anteriores presumiam que a estrela de nêutrons suportaria elevações tão grandes em sua superfície se fosse esticada até seus limites, como o Atlas sustentando o mundo. Mas esse estudo recente descobriu que os cálculos anteriores são um comportamento irrealista que se espera de uma estrela de nêutrons.

Foto: NASA e ESA

Outros estudos sugeriram que as estrelas de nêutrons podem sustentar desvios de uma esfera perfeita de até algumas partes em 1 milhão, o que necessariamente indica que as montanhas podem ter alguns centímetros. Esses cálculos presumiam que a estrela de nêutrons estava esticada de tal forma que a crosta estava perto de se quebrar em todos os pontos. 

Apesar disso, Nils Andersson, co-autor dos dois artigos e astrofísico da Universidade de Southampton, disse por e-mail que “uma estrela de nêutrons tem um núcleo fluido, uma crosta elástica e, acima de tudo, um fino oceano fluido. Cada região é complicada”. Ele completa explicando o que a equipe tem feito: “O que temos feito é construir modelos que unem essas diferentes regiões de forma correta. Isso nos permite dizer quando e onde a crosta elástica se rompe pela primeira vez. Modelos anteriores presumiram que a deformação é máxima em todos os pontos ao mesmo tempo e isso nos leva a pensar que as possíveis montanhas são um pouco maiores”.

Esses esgarçamentos da crosta podem ser decorrentes da energia da montanha que seria liberada em uma área maior da estrela, disse Andersson. Embora com base em modelos de computador, as mudanças na crosta “não seriam grandes o suficiente para fazer o colapso da estrela, porque a região da crosta envolve matéria de densidade relativamente baixa”, explicou Andersson.

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Algumas perguntas ainda estão sem respostas. Andersson disse que há a possibilidade de que, depois de um primeiro intervalo, montanhas maiores do que aquelas que a equipe modelou poderiam ocorrer devido ao fluxo de matéria através da superfície da estrela. Mas mesmo essas montanhas seriam muito menores do que um pequeno morro, comprimidas pela imensa gravidade das estrelas.