Cientistas descobrem estrela no limiar de se tornar buraco negro

O pulsar J0740 + 6620 tem massa mais de duas vezes maior que a do Sol concentrada em uma esfera com até 30 km de diâmetro

Concepção artística de um pulsar sendo orbitado por uma anã branca: no caso do J0740 + 6620 , o sistema binário permitiu aos cientistas o cálculo da massa dos dois objetos. Crédito: Universidade de Warwick

O pulsar J0740 + 6620 é a estrela de nêutrons mais massiva já medida, segundo uma equipe internacional de astrônomos: ela acumula 2,17 vezes a massa do Sol em uma esfera com apenas 20 a 30 quilômetros de diâmetro. Isso, sugerem os cientistas, refina ainda mais os limites de quão grande e compacto um único objeto pode se tornar sem se esmagar em um buraco negro. A descoberta, feita por membros do NANOGrav Physics Frontier Center, foi publicada na revista “Nature Astronomy”.

“Esses objetos do tamanho de uma cidade são essencialmente núcleos atômicos gigantescos; são tão massivos que seus interiores assumem propriedades estranhas”, disse H.T. Cromartie, autor principal do estudo. “Encontrar a massa máxima permitida pela física e pela natureza pode nos ensinar muito sobre esse domínio inacessível da astrofísica.”

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Os pulsares são estrelas de nêutrons que, graças ao seu intenso campo magnético, transformam a energia rotacional em energia eletromagnética. Eles emitem raios duplos de ondas de rádio de seus polos magnéticos, os quais varrem o espaço.

Alguns desses objetos giram centenas de vezes a cada segundo. Como esses giros ocorrem com velocidade e regularidade enormes, os pulsares podem ser usados ​​para uma cronometragem extremamente precisa.

O pulsar J0740 + 6620 está a cerca de 4.600 anos-luz da Terra. Ele tem uma estrela companheira que, segundo os cientistas, é uma anã branca. Esse sistema binário e a precisão do pulsar forneceram um caminho para os astrônomos calcularem a massa das duas estrelas, graças a um fenômeno denominado Atraso de Shapiro.

Viagem mais longa

Segundo a teoria geral da relatividade de Einstein, a gravidade de uma estrela companheira de anã branca distorce o espaço ao seu redor. Isso faz com que os pulsos dessa estrela viajem um pouco mais à medida que se movem pelo espaço-tempo distorcido em torno da anã branca – o Atraso de Shapiro. O fenômeno é uma referência ao astrofísico Irwin Shapiro, que o descreveu pela primeira vez em 1964.

Pelo atraso, os astrônomos descobriram a massa da anã branca, que por sua vez forneceu uma medida de massa do pulsar.

Os dados resultantes foram obtidos com observações desse sistema binário de 2014 a 2019, utilizando o telescópio Green Bank, da Virgínia Ocidental (EUA).

“A orientação desse sistema estelar binário criou um laboratório cósmico fantástico”, disse Scott Ransom, coautor do estudo. “As estrelas de nêutrons têm esse ponto de inflexão, em que suas densidades interiores são tão extremas que a força da gravidade supera até a capacidade dos nêutrons de resistir a um colapso ainda maior.”

“Cada estrela de nêutrons ‘mais massiva’ que encontramos nos aproxima mais da identificação desse ponto crítico e nos ajuda a entender a física da matéria nessas densidades surpreendentes”, concluiu Ransom.