Eles estão lá. Milhões deles. Espalhados pela Via Láctea como estilhaços cósmicos, silenciosos e escuros. Sabemos que as estrelas de nêutrons deveriam estar em toda parte. Deixados para trás depois que estrelas massivas se desintegram em explosões de supernovas. Eles deveriam ser os fantasmas da nossa galáxia.
Ainda. A maioria permanece invisível.
Um novo estudo em Astronomia e Astrofísica diz que o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA pode finalmente corrigir este ponto cego. O plano não é vê-los brilhar. É para observar o que acontece com a luz atrás deles.
“A maioria das estrelas de nêutrons são relativamente fracas e existem por conta própria.” – Zofia Kaczmareik, Universidade de Heidelberg
Eles são incrivelmente difíceis de encontrar. Sozinho no escuro. Kaczmarek, que liderou o estudo, sabe como eles são complicados. Eles não gritam como pulsares nem brilham como estrelas ativas. Eles apenas sentam. Esperando.
Como a gravidade atua como uma lupa
Coloque mais massa do que o nosso Sol em uma bola do tamanho da sua cidade. Essa é uma estrela de nêutrons. Os físicos os adoram porque representam o limite absoluto de quanta matéria pode ser comprimida antes de se transformar em um buraco negro.
Geralmente. Eles não emitem luz visível suficiente para que possamos ver. A menos que girem e emitam ondas de rádio como um farol. Ou a menos que comam gás próximo e brilhem em raios X. A maioria é muito educada. Muito quieto.
Roman vê de forma diferente.
Quando um desses fantasmas densos flutua na frente de uma estrela de fundo. Sua gravidade se curva. Não muito. Mas chega. Ele muda a posição da estrela no céu enquanto a ilumina brevemente. Isso é microlente.
Muitos telescópios veem o brilho. Roman verá a mudança.
É uma questão de precisão. As estrelas de nêutrons são pesadas. Mais pesadas que as anãs marrons. Mais pesado que planetas rebeldes. Um objeto pesado curva o espaço-tempo com mais força. Isto cria um sinal astrométrico mais forte – uma oscilação posicional mensurável.
“A fotometria nos diz que algo passou, mas é a quantidade de mudanças na posição da estrela que nos diz a massa do objeto.” – Peter McGill, Laboratório Nacional Lawrence Livermore
McGill coloca isso claramente. Você pode pesar diretamente o invisível. Medindo aquela pequena deformação do céu. Você não precisa da luz do próprio objeto. Apenas a sombra que projeta no espaço-tempo.
Perseguindo os chutes
Por que se preocupar? Porque ainda não entendemos completamente a morte estelar. Ou nascimento. Especificamente, a fronteira onde uma estrela de nêutrons termina e um buraco negro começa.
Os cientistas estão procurando a lacuna. Ou a falta dela.
As estrelas de nêutrons também se movem rapidamente. Quando suas estrelas-mãe explodem, a física da explosão pode dar um grande “chute” na estrela recém-nascida. Centenas de quilômetros por segundo através da galáxia. Roman pode finalmente rastrear esses fugitivos.
A Pesquisa no Domínio do Tempo do Bojo Galáctico é o método. Ele fotografará repetidamente campos estelares densos. Milhões de estrelas. De novo e de novo. Procurando por mudanças.
“Vamos começar a trabalhar à medida que os dados chegarem.” -Peter McGill
Eles esperam encontrar candidatos nos primeiros meses.
Uma amostra quebrada
Aqui está o problema. Conhecemos apenas alguns milhares de estrelas de nêutrons. Quase todos eles são pulsares. Ou estrelas binárias dançando com um parceiro.
Esta é uma amostra ruim. Uma pequena lasca.
Se você julgar o mundo apenas pelas coisas barulhentas, você perderá a maioria silenciosa. As estimativas colocam a população da Via Láctea entre dezenas e centenas de milhões. A maioria são solitários. Frio. Escuro.
Kaczmarek é direto quanto aos dados atuais. “Estamos vendo uma pequena amostra que não é representativa”.
Uma medição da massa de uma estrela de nêutrons solitária ajudaria. Um seria transformador. Porque atualmente temos que confiar em modelos complexos de como as estrelas explodem. Roman nos permite testar esses modelos em relação à realidade.
Inesperadamente útil também. A missão foi projetada para caçar exoplanetas usando mudanças no brilho da luz. Não foi feito para caçar estrelas de nêutrons usando mudanças de posição. Mas seus olhos são precisos o suficiente para esse trabalho extra.
“Isso não fazia parte do plano original”, observou McGill. Mas funciona. Então fica.
Roman pode nos dar a primeira grande lista de estrelas de nêutrons isoladas encontradas puramente pela gravidade. Não é necessária luz. Puro Einstein.
Também poderemos encontrar planetas rebeldes e buracos negros. Coisas que se recusam a orbitar qualquer coisa. Apenas flutuando lá na escuridão interestelar.
O telescópio é gerenciado por Goddard com a ajuda do JPL e Caltech. A BAE Systems construiu partes dele. L3Harris também. Mas a ciência? Isso é nosso para esperar.
As estrelas estão esperando.
