The life cycle of a neutron star - David Lunney

Tradutor: Elisa Santos Revisor: Maricene Crus

About once every century,

Cerca de uma vez a cada século,

a massive star somewhere in our galaxy

uma estrela massiva, em algum lugar da nossa galáxia,

runs out of fuel.

fica sem combustível.

This happens after millions of years of heat and pressure

Isso acontece depois que milhões de anos de aquecimento e pressão

have fused the star’s hydrogen

fundiram o hidrogênio da estrela

into heavier elements like helium, carbon, and nitrogen— all the way to iron.

com elementos pesados como hélio, carbono e nitrogênio, até formar o ferro.

No longer able to produce sufficient energy to maintain its structure,

Ela deixa de produzir energia suficiente para manter sua estrutura,

it collapses under its own gravitational pressure and explodes in a supernova.

colapsa com sua própria pressão gravitacional e explode em uma supernova.

The star shoots most of its innards into space,

A estrela lança quase todos os seus neutrinos no espaço,

seeding the galaxy with heavy elements.

semeando a galáxia com elementos pesados.

But what this cataclysmic eruption leaves behind might be even more remarkable:

Mas o que essa erupção cataclísmica deixa é algo ainda mais marcante:

a ball of matter so dense that atomic electrons

uma bola de massa tão densa que elétrons atômicos

collapse from their quantum orbits into the depths of atomic nuclei.

colapsam de suas órbitas quânticas para as profundezas de núcleos atômicos.

The death of that star is the birth of a neutron star:

A morte de uma estrela é o nascimento de uma estrela de nêutrons:

one of the densest known objects in the universe,

um dos objetos mais densos conhecidos no Universo,

and a laboratory for the strange physics of supercondensed matter.

e um laboratório para a extraordinária física da matéria condensada.

But what is a neutron star?

Mas o que é uma estrela de nêutrons?

Imagine uma bola compacta na qual prótons e elétrons se fundem em nêutrons

Think of a compact ball inside of which protons and electrons fuse into neutrons

and form a frictionless liquid called a superfluid—

e formam um líquido que flui sem atrito, chamado superfluido,

rodeado por uma crosta.

surrounded by a crust.

This material is incredibly dense –

Esse material é incrivelmente denso,

the equivalent of the mass of a fully-loaded container ship

o equivalente à massa de um navio cargueiro totalmente carregado

squeezed into a human hair,

exprimido em um fio de cabelo humano,

or the mass of Mount Everest in a space of a sugar cube.

ou à massa do Monte Everest dentro de um cubo de açúcar.

Deeper in the crust, the neutron superfluid forms different phases

Abaixo da crosta, o superfluido de nêutron forma diferentes fases

that physicists call “nuclear pasta,”

que a física chama de “pasta nuclear”,

como se fosse espremida da forma de lasanha para a de espaguete.

as it’s squeezed from lasagna to spaghetti-like shapes.

The massive precursors to neutron stars often spin.

Os precursores massivos de estrelas de nêutrons começam a girar.

When they collapse,

Quando colapsam,

stars that are typically millions of kilometers wide

estrelas que medem tipicamente milhões de quilômetros

compress down to neutron stars that are only about 25 kilometers across.

comprimem-se em estrelas de nêutrons com apenas cerca de 25 km de diâmetro.

But the original star’s angular momentum is preserved.

Mas seu momentum angular original é preservado.

So for the same reason that a figure skater’s spin accelerates

Da mesma forma que uma patinadora artística acelera

when they bring in their arms,

quando junta seus braços ao corpo,

a estrela de nêutrons gira bem mais rápido do que sua estrela de origem.

the neutron star spins much more rapidly than its parent.

The fastest neutron star on record rotates over 700 times every second,

A estrela de nêutrons mais rápida já vista gira mais de 700 vezes por segundo.

which means that a point on its surface whirls through space

Isso significa que um ponto em sua superfície gira no espaço

a mais de um quinto da velocidade da luz.

at more than a fifth of the speed of light.

Neutron stars also have the strongest magnetic field of any known object.

Estrelas de nêutrons também têm o campo magnético mais forte

que qualquer objeto já conhecido.

This magnetic concentration forms vortexes

Essa concentração magnética forma vórtices

that radiate beams from the magnetic poles.

que irradiam feixes dos polos magnéticos.

Since the poles aren’t always aligned with the rotational axis of the star,

Como os polos não estão sempre alinhados com o eixo rotacional da estrela,

the beams spin like lighthouse beacons,

os feixes giram como faróis,

which appear to blink when viewed from Earth.

que parecem piscar quando vistos da Terra.

We call those pulsars.

Chamamos isso de pulsares.

The detection of one of these tantalizing flashing signals

A detecção de um desses intrigantes sinais luminosos,

by astrophysicist Jocelyn Bell in 1967

pela astrofísica Jocelyn Bell, em 1967,

was in fact the way we indirectly discovered neutron stars

foi, na verdade, como indiretamente descobrimos as estrelas de nêutrons.

in the first place.

An aging neutron star’s furious rotation slows over a period of billions of years

A rotação furiosa da estrela de nêutrons perde velocidade em bilhões de anos,

as it radiates away its energy in the form of electromagnetic and gravity waves.

ao irradiar sua energia, emitindo ondas eletromagnéticas e gravitacionais.

But not all neutron stars disappear so quietly.

Mas nem todas as estrelas de nêutrons desaparecem de forma tão calma.

Por exemplo, temos observado sistemas binários

For example, we’ve observed binary systems

em que uma estrela de nêutrons coorbita outra estrela.

where a neutron star co-orbits another star.

A neutron star can feed on a lighter companion,

Uma estrela de nêutrons pode alimentar-se de algo mais leve,

gorging on its more loosely bound atmosphere

engolindo sua atmosfera menos densa,

before eventually collapsing cataclysmically into a black hole.

até finalmente colapsar de forma cataclísmica em um buraco negro.

While many stars exist as binary systems,

Enquanto muitas estrelas existem como sistemas binários,

only a small percentage of those end up as neutron-star binaries,

as estrelas de nêutrons binárias representam um percentual muito pequeno,

where two neutron stars circle each other in a waltz doomed to end as a merger.

e ocorre quando duas estrelas de nêutrons se rodeiam até se fundirem.

When they finally collide, they send gravity waves through space-time

Quando finalmente colidem, enviam ondas gravitacionais pelo espaço-tempo,

like ripples from a stone thrown into a calm lake.

como as ondulações geradas por uma pedra jogada num lago calmo.

Einstein’s theory of General Relativity

A Teoria da Relatividade, de Einstein,

predicted this phenomenon over 100 years ago, but it wasn't directly verified

previu esse fenômeno há mais de 100 anos, mas não havia sido confirmada diretamente

until 2017,

até 2017,

when gravitational-wave observatories LIGO and VIRGO

quando os observatórios de ondas gravitacionais LIGO e VIRGO

observaram a colisão de estrelas de nêutrons.

observed a neutron star collision.

Outros telescópios detectaram raios gama e um flash de luz,

Other telescopes picked up a burst of gamma rays and a flash of light,

and, later, x-rays and radio signals, all from the same impact.

e, depois, raios x e ondas de rádio, todos vindos do mesmo impacto.

That became the most studied event in the history of astronomy.

Aquele se tornou o evento mais estudado da história da astronomia.

It yielded a treasure trove of data

Produziu informações valiosíssimas que definiram a velocidade da gravidade,

that’s helped pin down the speed of gravity,

bolster important theories in astrophysics,

endossaram teorias importantes na astrofísica,

and provide evidence for the origin of heavy elements like gold and platinum.

e forneceram evidências sobre a origem de elementos pesados como ouro e platina.

Neutron stars haven’t given up all their secrets yet.

As estrelas de nêutrons não revelaram todos os seus segredos ainda.

LIGO and VIRGO are being upgraded to detect more collisions.

LIGO e VIRGO continuam sendo aperfeiçoados para detectar mais colisões.

That’ll help us learn what else

Isso nos ajudará a aprender o que mais

the spectacular demise of these dense, pulsating, spinning magnets

a espetacular morte desses ímãs densos, pulsantes e giratórios

can tell us about the universe.

pode nos dizer sobre o Universo.