Cientistas de renome realizaram uma simulação inovadora do colapso entre um buraco negro e uma estrela de nêutrons, cujo desenrolar poderia provocar terremotos estelares, explosões massivas e ondas de choque com intensidade sem precedentes. O resultado desse evento cósmico seria a formação de um pulsar buraco negro, um objeto espacial cuja existência nunca antes fora documentada.
As estrelas de nêutrons surgem após a explosão de estrelas massivas com pelo menos oito vezes a massa do Sol. O colapso dessa estrela é tão violento que prótons e elétrons se combinam, originando um corpo extremamente denso. Para ilustrar, uma colher de chá desse material pesaria impressionantes 6 bilhões de toneladas na Terra.
A equipe de pesquisa, que inclui renomados cientistas do Caltech, modelou os instantes finais que precedem a absorção de uma estrela de nêutrons por um buraco negro. O estudo, que foi publicado na The Astrophysical Journal Letters, detalha as diversas etapas que ocorrem desde o encontro inicial até o colapso definitivo.
“Nossa pesquisa vai além das teorias existentes. Realizamos uma simulação detalhada que abrange toda a física relevante do evento, comparando a quebra da estrela de nêutrons a um ovo”, afirmou Katerina Chatziioannou, professora assistente de Física no Caltech e coautora do estudo, em um comunicado de imprensa.
Determinando o Colapso: “Se quebraria como um ovo”
A pesquisa oferece um passo a passo do colapso catastrófico:
- A gravidade colossal do buraco negro desencadeia terremotos estelares na superfície da estrela de nêutrons.
- O manto da estrela se quebra como uma “casca de ovo”, conforme descrito por Elias Most, professor assistente de astrofísica teórica do Caltech e coordenador do estudo.
- O campo magnético da estrela se deforma, criando ondas visíveis chamadas ondas de Alfvén.
- Essas ondulações culminam em uma explosão massiva, gerando uma rápida rajada de ondas de rádio, conhecida como Rajada Rápida de Rádio (FRB). A nova rede de 2 mil antenas do Caltech em Nevada está equipada para detectar esse tipo de emissão.
- Enquanto o buraco negro consome a estrela, ondas de choque ainda mais intensas surgem da estrutura estelar à medida que ela se rompe, resultando em sinais de rádio adicionais que os pesquisadores poderão captar.
- Finalmente, o buraco negro devora a estrela de nêutrons, encerrando seu ciclo de vida.
“Antes dessa simulação, a comunidade científica se questionava se uma estrela de nêutrons poderia realmente se romper como um ovo e se esse evento geraria um sinal audível. Agora sabemos que seria possível não apenas ouvir, mas também detectar esse sinal como ondas de rádio”, observou Most.
Um Novo Corpo Espacial em Formação
A pesquisa ainda sugere a possibilidade de um fenômeno astrofísico inovador: o pulsar buraco negro. Este tipo raro de objeto cósmico teria comportamentos semelhantes aos dos pulsares convencionais, que são estrelas de nêutrons que giram rapidamente e emitem raios de ondas de rádio. Conforme esses pulsares rotacionam, seus feixes de radiação varrem o cosmos, podendo ser detectados na Terra quando alinhados adequadamente.
No caso do pulsar buraco negro, ele exibiria temporariamente um comportamento de pulsar enquanto absorve a estrela de nêutrons. Essa simulação evidencia que, enquanto o buraco negro consome a estrela, ele também atrai seu campo magnético.
“O que observamos na simulação é a habilidade desse objeto de livrar-se desse campo magnético, formando um estado semelhante ao de um pulsar”, esclareceu Most.
Essa combinação única de características de um buraco negro e um pulsar resultaria em explosões curtas, porém intensas, de raios-X e raios gama, que irradiariam pelo espaço. Essa assinatura, por sua vez, poderia fornecer aos astrônomos informações valiosas sobre o trágico destino de uma estrela de nêutrons diante da força implacável de um buraco negro.
