Ciclo de Vida de uma estela massiva, tipicamente com 8 a 25 vezes a massa do Sol. Estrelas acima de 25 massas solares se comportam de forma diferente, formando as estrelas de Wolf Rayet. Crédito: Astronomy-on-line (Brooks/Cole Thomson Learning)
Infelizmente, na Internet, encontramos algumas discrepâncias em páginas que tratam sobre a evolução estelar quando se referem aos limites mínimos e máximos para que uma estrela massiva forme uma estrela de nêutrons.
Recentemente, em um fórum onde se discutia a formação de estrelas de nêutrons (pulsares) surgiram algumas dúvidas sobre quais os limites técnicos para a formação de tais objetos. Um dos membros do fórum (Fabrício), brilhantemente, lançou algumas dúvidas interessantes sobre alguns sites que ele pesquisou, as quais vamos tentar aqui esclarecê-las.
Devemos ter em mente que uma supernova ejeta para o espaço cerca de 90% da massa da estrela que explodiu, ou seja, a massa antes do evento da supernova é aproximadamente 10 vezes maior que a massa do núcleo remanescente que resultaria em uma estrela de nêutrons ou um buraco negro estelar.
Nucleossíntese em uma estrela massiva (25 vezes a massa do Sol). Crédito: Astronomy-on-line (Brooks/Cole Thomson Learning)
Seguem abaixo os 4 exemplos comentados no fórum:
1- Introduction to neutron stars – M. Coleman Miller
Na página https://www.astro.umd.edu/~miller/nstar.html lemos The stars that eventually become neutron stars are thought to start out with about 8 to 20-30 times the mass of our sun [ Estima-se que as estrelas que eventualmente se tornam estrelas de nêutrons iniciam com 8 a 20-30 vezes a massa do nosso Sol ].
Comentário: Correto! Alguns modelos de evolução estelar estimam que estrelas com massa acima de 8 massas solares conseguem realizar a nucleossíntese que forma um núcleo de Ferro. Quando o núcleo de Ferro atinge o limite de Chandrasekhar (aproximadamente 1,4 massas solares) a estrela explode como supernova. O processo de formação do núcleo de Ferro/Níquel é extremamente rápido em termos astronômicos, exige uma temperatura no núcleo de 2,7 x 109 K e tem a duração de apenas 1 dia. Consulte a tabela em Stars – High Mass Stellar Evolution.
2- Neutron Stars and Pulsars (NASA GSFC)
Na página https://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/pulsars.html lemos: Neutron stars are one of the possible ends for a star. They result from massive stars which have mass greater than 4 to 8 times that of our Sun. After these stars have finished burning their nuclear fuel, they undergo a supernova explosion [ Estrelas de nêutrons são um dos fins possíveis para uma estrela. Elas resultam das estrelas massivas cuja massa supera 4 a 8 vezes a massa do nosso Sol. Depois destas estrelas esgotarem seu combustível nuclear, estas sofrem uma explosão de supernova ].
Comentário: ERRO! Há um erro grave quando o autor fala “greater than 4 to 8 times”. O correto seria “greater than 8 times”, ou seja “maior que 8 vezes” a massa do nosso Sol.
3- Universe Today: Neutron Star por Fraser Cain
No artigo https://www.universetoday.com/24219/what-is-a-neutron-star/ Fraser Cain escreveu To get a neutron star, you need to have star that’s larger than about 1.5 solar masses and less than 5 times the mass of the Sun (Para se obter uma estrela de nêutrons você deve considerar uma estrela que é maior – mais massiva – que 1,5 vezes a massa do Sol e menos de 5 vezes a massa do Sol).
Comentário: ERRO de omissão! Há um erro técnico cometido por Fraser Cain ao omitir que a faixa de 1,5 a 5 vezes a massa do Sol se refere ao núcleo remanescente da estrela (core mass), ou seja, o material que permaneceu na estrela que não foi expulso para o espaço durante a explosão de supernova. Fraser Cain deveria ter escrito: To get a neutron star, you need to have star core mass that’s larger than about 1.5 solar masses and less than 5 times the mass of the Sun. (Para se obter uma estrela de nêutrons você deve considerar uma estrela cujo núcleo remanescente seja mais massivo que 1,5 vezes a massa do Sol e menos de 5 vezes a massa do Sol). O interessante é que até hoje a estrela de nêutrons mais massiva já encontrada tem a massa de 1,97±0,04 vezes a massa solar. Leia detalhes em Pulsar massivo recém descoberto bate recorde de massa e desafia astrofísica.
Na págima https://www.astronomynotes.com/evolutn/s12.htm lemos: If the core mass is between 1.4 and 3 solar masses, the compression from the star’s gravity will be so great the protons fuse with the electrons to form neutrons. The core becomes a super-dense ball of nêutrons [ Se a massa do núcleo está entre 1,4 e 3 vezes a massa do Sol, a compressão da gravidade estelar será tão grande que os prótons se fundirão com os elétrons para formar nêutrons. O núcleo se transforma em uma super-densa bola de nêutrons ].
Comentário: Correto! Neste caso o autor fala corretamente sobre a massa do núcleo, ou seja, da massa remanescente que não foi ejetada na explosão de supernova.
Um bom artigo sobre evolução estelar é encontrado em: https://astronomyonline.org/Stars/HighMassEvolution.asp
Estrelas mais massivas (Wof-Rayet e Buracos Negros)
Para estrelas mais massivas (>25 vezes a massa do Sol) sugerimos a leitura de https://eternosaprendizes.com/2009/05/12/foto-estrela-de-wolf-rayet-alimenta-a-nebulosa-azul-de-bolha-sharpless-308/ e do artigo científico Physical Properties of Wolf-Rayet Stars para saber o seu destino.