Uma estrela de nêutrons ultradensa (e hipermassiva) é formada quando duas estrelas em um sistema binário se fundem. Sua curta vida termina com o colapso catastrófico para um buraco negro, possivelmente alimentando uma curta explosão de raios gama, uma das explosões mais brilhantes observadas no universo.
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| Estrela Magnética (Um tipo de estrela de Nêutron) |
Curtas explosões de raios gama, observadas com satélites como o XMM Newton ou o Fermi, duram apenas cerca de um segundo, mas liberam a mesma quantidade de energia do que toda a nossa galáxia em um ano. Especulou-se durante muito tempo que enormes forças do campo magnético, possivelmente maiores do que qualquer coisa já observada em qualquer sistema astrofísico conhecido, são um ingrediente importante para explicar esta emissão. Agora, cientistas do Instituto Max Planck de Física Gravitacional
conseguiram simular um mecanismo que poderia produzir tais fortes campos magnéticos antes do colapso para um buraco negro.
Como é possível tais campos magnéticos ultra-fortes – mais fortes do que 10 ou 100 bilhões de vezes que o campo magnético da Terra – serem gerados por campos magnéticos inicialmente muito menos intensos de estrelas de nêutrons?
Isso pode ser explicado por um fenômeno que pode ser desencadeado em plasma rotativo diferenciado na presença de dois campos magnéticos: camadas de plasma vizinhas, que giram em velocidades diferentes, “se esfregam uma nas outras”, eventualmente provocando um movimento turbulento no plasma. Nesse processo, a intensidade dos campos magnéticos pode ser ampliada em muitas vezes. Este mecanismo é conhecido por desempenhar um papel importante em muitos sistemas astrofísicos, tais como discos de acreção de buracos negros e supernovas.
A demonstração real de que isto é possível agora foi alcançada com simulações numéricas.
Cientistas simularam uma estrela de nêutrons hipermassiva com um campo magnético inicialmente ordenado, cuja estrutura posteriormente se torna mais complexa pela rotação da estrela. Uma vez que a estrela fica dinamicamente instável, eventualmente ela colapsa em um buraco negro cercado por uma nuvem de matéria, até que a última é engolida pelo buraco negro.
Estas simulações mostraram inequivocamente a presença de ummecanismo de amplificação exponencial do campo magnético da estrela de nêutrons. Este mecanismo até agora permanece essencialmente
inexplorado sob as condições extremas da gravidade encontrada no interior das estrelas de neutrões hipermassivas. Isso ocorre porque as condições físicas no interior dessas estrelas são extremamente
desafiadoras.
A descoberta é interessante por pelo menos duas razões. Em primeiro lugar, ela mostra, pela primeira vez, o desenvolvimento da ampliação do campo magnético no âmbito da teoria geral da relatividade de Einstein. Em segundo lugar, esta descoberta pode ter um impacto profundo na astrofísica, apoiando a ideia de que os campos magnéticos ultra fortes podem ser o ingrediente-chave para explicar a enorme quantidade de
energia liberada por explosões de raios gama.
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