Estrelas mortas podem produzir intensos flashes de luz através do poder da própria gravidade, pesquisadores demonstraram. Entender esse fenômeno pode revelar novos insights sobre algumas das maiores e mais misteriosas explosões do universo.
Estrelas de nêutrons estão entre os objetos mais estranhos do universo. Esses núcleos colapsados de estrelas massivas são incrivelmente densos, abrigando mais massa do que todo o sol comprimido no volume de uma cidade. Eles são feitos quase inteiramente de nêutrons unidos — essencialmente, as estrelas de nêutrons são os maiores núcleos atômicos do cosmos. Por causa dessa densidade incrível, eles têm forças gravitacionais superadas apenas por buracos negros. Sua gravidade é forte o suficiente para puxar a própria luz para órbitas ao redor da estrela e acelerar objetos próximos a quase a velocidade da luz.
Apesar do nome, as estrelas de nêutrons não são totalmente neutras. Elas mantêm alguma carga elétrica e, combinadas com a rotação rápida da estrela — as mais rápidas giram mais rápido do que um liquidificador de cozinha — elas podem alimentar alguns campos magnéticos realmente enormes — em alguns casos, os campos magnéticos mais poderosos do universo.
A combinação de campos magnéticos intensos e o ambiente gravitacional ultraforte pode levar a uma nova física estranha, explicaram os pesquisadores em um artigo que foi carregado no banco de dados de pré-impressão arXiv em junho, mas ainda não foi revisado por pares.
Uma nova possibilidade interessante que os pesquisadores investigaram é a capacidade das estrelas de nêutrons de emitir rajadas curtas e imensas de luz alimentadas por gravidade em si. Os flashes tiram vantagem de um fenômeno conhecido como ressonância, onde um mecanismo de gatilho continua bombeando energia para um sistema na frequência certa para continuar se amplificando. A ressonância aparece em toda a física. Talvez o exemplo mais familiar seja uma corda de violão: quando dedilhada, ela cria ressonância com o corpo do violão para amplificar dramaticamente seu próprio som.
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No caso das estrelas de nêutrons, a forte Campos magnéticos ao redor deles geram um número enorme de fótons, os bits fundamentais de luz. Normalmente, esses fótons se espalham e se dissipam, aumentando o brilho geral da estrela de nêutrons.
Mas a estrela de nêutrons em rápida rotação pode gerar ondas gravitacionaisque são ondulações no tecido do espaço-tempo. Astrônomos já detectaram ondas gravitacionais de colisões de buracos negros e estrelas de nêutrons, mas essas ondas alimentadas por rotação seriam de frequência muito mais alta. Elas seriam fracas demais para serem detectadas da Terra, mas poderiam transferir energia da estrela de nêutrons para a região onde os campos magnéticos estão gerando fótons e, se as condições forem adequadas, desencadear ressonância.
Se as ondas tivessem a frequência certa, elas poderiam amplificar fótons, que iriam cair em cascata por uma série complexa de canais para produzir ainda mais fótons diretamente do campo gravitacional. Esse processo se acumularia até se desintegrar, liberando uma explosão de radiação.
Os pesquisadores acreditam que algumas explosões astrofísicas estranhas, como explosões de raios gama e rajadas rápidas de rádiopode ser impulsionado por essa ressonância da gravidade para a luz. Depende de quão bem a gravidade pode se conectar diretamente à luz e produzir fótons — algo que sabemos ser incrivelmente raro, mas não impossível.
Os pesquisadores usaram flashes conhecidos de estrelas de nêutrons para colocar limites na conexão entre gravidade e luz, demonstrando como essas explosões poderosas servem como laboratório da natureza para testar algumas das interações mais inesperadas do universo.
