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quarta-feira, 22 de julho de 2015

Astrofísica Estelar XII (Estrelas de Neutrões e Pulsares)


Nebulosa do Caranguejo (M1) - Imagem da NASA/ESA (Raios-X - CXC, J. Hester (ASU)

« A Alma, na sua peregrinação, ascende do Reino dos Infernos, cuja forma cónica se projecta no interior da Terra, através da Montanha da Purificação e das nove esferas dos planetas, das estrelas e da esfera de cristal, todos eles mantidos em movimento pelos anjos, até chegar ao Paraíso, onde encontra o seu refúgio na rosa branca celeste, iluminada pela luz divina.»

       - Divina Comédia de Dante Alighieri, 1307-1321 (Macrocosmos : O Locus Terrenus)

Na suprema trindade da Criação, estará o pulsar de algo; de um movimento, de um som, de uma batida...ou de um coração. Com Alma. Será o caso desta magnificente luz - do berço cósmico ou do divino - no que, os Pulsares, emitem, expelem e se traduzem, no que já Dante Alighieri resumiria como essa «rosa branca celeste» iluminada pela luz divina?

«Todos eles mantidos em movimento pelos anjos (...)» Que anjos serão estes afinal? Que harmonia celestial daqui se idealiza (só comparável aos deuses), no que se repercute em movimento, som e luz, numa utopia estelar à qual todos ascenderemos um dia, em final de nossas vidas...? Que Pulsar é esse de luz e refulgir que, de dentro das nebulosas - como é o caso da Nebulosa do Caranguejo - se faz sentir, vibrar, rebrilhar e impulsionar como se de um coração cósmico se tratasse, como se de uma alma pensante, inteligente e de vontade própria nos dissesse: «Eu sou a Luz Divina; Eu sou...Deus!»

Estrelas de Neutrões e Pulsares
Quando o núcleo de uma Estrela Maciça deixa de poder suportar a atracção da sua gravidade, a matéria estelar entra em colapso e passa para um estado designado por...Matéria Degenerada.
A Matéria Degenerada é a matéria na qual o arranjo normal dos átomos foi quebrado sob a força da gravidade devido ao peso da matéria que se encontra por cima, exercendo assim uma elevada compressão.

Na Matéria Degenerada Bariónica, os electrões, que em condições normais orbitam em redor dos Núcleos Atómicos, são forçados na direcção dos núcleos, onde se combinam então com os protões para formar neutrões. Em virtude disso, todo o núcleo da estrela é composto de neutrões muito comprimidos. Nessas condições, os neutrões são ainda arrastados pela gravidade.

Contudo, de acordo com o Princípio de Exclusão de Pauli, apesar de condições de povoamento denso, duas partículas idênticas não podem ocupar o mesmo estado quântico (um conjunto de condições de localização, «spin» e velocidade que se podem aplicar a uma partícula). Por outras palavras, dois neutrões não podem de facto estar no mesmo lugar ao mesmo tempo; é fisicamente impossível! Por isso, à semelhança do que os Electrões fizeram antes deles, os Neutrões exercem uma pressão que resiste ao prosseguimento do colapso, que os iria colocar ainda mais próximos uns dos outros.


Sequência de Imagens do Pulsar da nebulosa de Caranguejo (M1) na constelação de Touro

O Limite Superior da Estrela de Neutrões
Os corpos compostos de Neutrões são extremamente compactos. As Estrelas Anãs Brancas, compostas de matéria degenerada electronicamente apresentam - tipicamente - um diâmetro semelhante ao da Terra. No entanto, contêm mais massa que o Sol.
As Estrelas de Neutrões são ainda mais extremas; possuem mais massa que um e meio Sóis contida numa região esférica com um diâmetro de apenas 10 a 20 quilómetros - equivalente à densidade nuclear de um átomo.
A capacidade de a Estrela resistir ao colapso gravitacional por meio da pressão de degenerescência é limitada pela sua massa. Até 1,4 vezes a massa do Sol, a estrela aguenta-se pela pressão de degenerescência dos electrões; chama-se assim a este limiar, «O Limite de Chandrasckhar».
Para lá de 1,4 massas solares, a matéria entra em colapso até ser parada pela pressão de Degenerescência Bariaónica, que é então efectiva até ao limite de «Oppenheimer-Volkoff» - entre três e cinco massas solares. É este o limite superior de...uma Estrela de Neutrões!


Imagem ilustrativa (e rítmica) de um Pulsar

Pulsares
As Estrelas de Neutrões resultam das explosões de Supernovas do Tipo II. Constituem os núcleos em colapso das estrelas maciças. Embora a sua existência tenha sido prevista pela teoria na década passada de 1930, pensava-se que seriam indetectáveis, devido à sua pequena massa. Então, já mais tarde, na década de 60 (após 1960), descobriu-se uma classe de corpos em pulsação rápida, a que se deu o nome de: Pulsares.
Em breve se provou que os únicos corpos que podiam apresentar um tal comportamento eram as Estrelas de Neutrões em...rotação! Funcionam então de forma semelhante a um Farol; embora pareça que a luz é intermitente, trata-se de uma ilusão provocada pela rotação da luz.
Do mesmo modo que um Farol, o feixe de radiação é espalhado no Espaço por um...Pulsar. Quando este cruza a nossa linha de visão, recebemos um impulso de radiação. Os Astrónomos ainda não sabem como essa radiação é então produzida nem por que motivo está confinada a feixes tão estreitos.

Neste processo de emissão de impulsos de um Pulsar (devido à sua rotação), a designação dada é: Modelo do Farol, ou seja, pela óbvia constatação de igual processo em que um farol utiliza uma máscara rotativa com uma abertura para criar o mesmo tipo de intermitência.
A Observação dos Pulsares tem demonstrado que os impulsos são emitidos em vários comprimentos de onda. Embora os perfis dos impulsos sejam ligeiramente diferentes, os impulsos são emitidos todos ao mesmo tempo. Os Impulsos podem variar de velocidade de...Pulsar para Pulsar; alguns são rápidos, como os impulsos na proximidade de Sistemas Binários; outros, são lentos.


Pulsar no Centro da Nebulosa do Caranguejo (nitidamente visível)

Nebulosa do Caranguejo e seu Pulsar
Após a explosão de uma Supernova, a estrela de neutrões fica a girar a grandes velocidades. Por exemplo, o Pulsar do centro da Nebulosa do Caranguejo - o que resta de uma estrela  que se tornou numa Supernova no ano de 1054 d. C. - tendo uma rotação tão rápida que a faz emitir impulsos 30 vezes por segundo!
Os Pulsares mais rápidos chamam-se Pulsares de Milissegundos, podendo mesmo efectuar centenas de rotações por segundo! Estes, são os chamados pulsares velhos que foram acelerados pela acreção das estrelas próximas.
Este Processo de Aceleração é semelhante ao modo como a matéria é «canalizada» para as Anãs Brancas nos sistemas de...Estrelas Binárias. Em virtude das propriedades da matéria degenerada, quanto mais massa um Pulsar acumule, tanto menor é o seu brilho. Quanto mais pequena se tornar uma Estrela de Neutrões, tanto mais rápida será a sua rotação. O seu campo magnético também aumenta por um factor de 1000 milhões (em proporção à sua área superficial comprimida).

O Processo de Aceleração de uma Estrela de Neutrões levou então os Astrónomos a esperar que se formasse um Disco de acreção em seu redor.
Em torno das Proto-estrelas, o Disco de acreção é o lugar de Formação dos Planetas! Uma tentativa de descoberta aponta nesse sentido, ou seja, para a formação de dois planetas em torno de um Pulsar designado por: PSR 1257+12. No entanto, estes planetas de «segunda geração» não representam lugares onde se conceba que a vida se possa desenvolver. Mas será efectivamente assim...?

Em Esquema memorativo:
1 - Núcleo
2 - Fluido de Neutrões
3 - Crusta sólida
4 - Eixo de Rotação
5 - Partículas carregadas
6 - Linhas de Campo Magnético
7 - Emissão de Pulsar


Deus sob um património cósmico ou, simplesmente, a força das coisas visíveis e invisíveis do Universo?

«Se Deus não existisse, tudo seria permitido.» - Afirmação de Dostoievsky

O Macrocosmos e o Existencialismo
Sendo o ponto de partida na óptica filosófica do Existencialismo, onde tudo seria permitido se Deus não existisse, talvez não seja de todo incoerente que, apelando à nossa consciência e à nossa massa humana molecular e, espiritual, que tenhamos de nos confrontar com esta teoria de não existir deus algum. Ou, por outro lado, existirem vários (não deuses mas semideuses, figuras endeusadas, híbridas e de certa forma avançadas em alegoria anatómica e tecnológica, resplandecentemente pelo Olimpo cósmico). Tudo e possível.

Segundo Jean Paul Sartre, a existência precedendo a essência, (alegando este que nunca se poderá explicar por referência a uma natureza humana dada e fixada) no que não há Determinismo (outra aferição filosófica), sendo por conseguinte o Homem livre; «O Homem é Liberdade!»
Mas será assim...? Refere ainda que, sob estes mesmos parâmetros filosóficos, de que o Existencialismo não acredita no poder da paixão. Assevera então:
«Não pensará nunca que uma bela paixão é uma torrente devastadora que conduz fatalmente o Homem a certos actos, e que, por consequência, é uma desculpa. Ele pensa que o Homem é responsável pela sua paixão. O Existencialismo também não pensa que o Homem pode encontrar um auxílio num sinal dado, sobre a Terra, que o orientará; porque ele pensa que o Homem decifra ele próprio o sinal conforme lhe agrada. Ele pensa pois que o Homem, sem nenhum apoio e sem nenhum auxílio, está condenado a cada instante a inventar o Homem.»
Termina Sartre em franca e apoteótica frase sobre o que se instou em temática controversa:
« Ponge disse, num artigo muito belo: "O Homem é o Futuro do Homem". É perfeitamente exacto!» - Palavras de Jean Paul Sartre (Existencialismo é um humanismo).

Sendo o Homem o futuro do Homem, nada será posto em causa, provavelmente. Acredita-se que sim. Abstraindo-nos da retórica filosófica de tais sumidades pensantes do nosso universo terrestre, haverá sempre a eternizante e endémica certeza de que muitos outros (homens e mulheres) que perfazem a Humanidade, se não vulgarizem (antes se reassumam...) como potenciais futuristas, seja nas áreas científicas, seja nas de humanísticas. Inventamo-nos a cada escalada planetária, (intra ou extraplanetárias) do que nos é dado conhecer.

O poder interestelar é hoje uma realidade que, por impulsos de energia, luz e um tanto mais que ainda desconhecemos, nos faz ser os maiores navegantes destes séculos e dos que hão-de surgir em novas e surpreendentes descobertas no Cosmos.

E para mais...temos paixão! Pela nossa Terra e por todo o Universo. Ou Universos. Mesmo os que possuem malformações ou patologias congénitas adversas entre si. Tudo é suposto; tudo é remetido para a nossa consciência e para os nossos conhecimentos humanos (ainda que a confusa e quase indestrinçável mecânica quântica seja um bicho horrendo, quase monstruoso, nesse indecifrável código humano que muitos ainda desconhecem...) mas sim, tudo é passível de ser estudado, assumido e ilustrado com paixão, muita paixão humana, de quem se aprofunda nestas temáticas do sempre surpreendente universo estelar!

O exemplo disso mesmo, é o que hoje se recolhe de magníficas imagens como a neste texto revelada (em imagem inicial) da enfática Nebulosa do Caranguejo em observação - quase miraculosa também - do seu Pulsar, tal como coração seu de vida e luz.
Estrondoso o poder sim, destes fabulosos cientistas da NASA/ESA que por vias da sua mor-sapiência, trabalhos e empenhos múltiplos, nos concedem estas inacreditáveis imagens em Raios-X de Chandra, Hubble e Spitzer. A Nebulosa do Caranguejo ou M1 aqui retratada (por imagem captada em Outubro de 2006), foi o primeiro objecto de Charles Messier em observação da remanescente de Supernova, no que se registou em expansão de detritos da explosão e morte de uma estrela maciça.
Sendo um dos objectos mais exóticos conhecidos pelos Astrónomos modernos, o Pulsar da Nebulosa do Caranguejo (aqui observado) é registado como uma estrela de neutrões que gira 30 vezes por segundo, como já foi referido. A imagem do ponto brilhante (próximo do centro) anota-se como uma espécie de dínamo cósmico, no que esta remanescente desmoronou dos poderes do Núcleo Estelar de Emissão do Caranguejo em todo o espectro electromagnético. Abrangendo cerca de 12 anos-luz, a Nebulosa de Caranguejo fica a 6500 anos-luz de distância na Constelação de Touro.

Perante isto, só me resta aludir então: O Homem é mesmo o Futuro do Homem! Aquém ou Além estrelas, e todo um exponencial e poderoso projecto espacial ou de quimera obtida em avença estelar, pois que todos nós, Humanidade - em Existencialismo, Determinismo ou crença num só Deus (ou nenhum) - seremos sempre a luz mais eterna, a que mais brilha, a que mais eflui em todo o Espaço comum que é também nosso por direito próprio: o da vida!  Vida essa, terrestre e estelar, pois que todos provimos do mundo cósmico das estrelas (de onde viemos e para onde iremos) - em pós-vida ou em ascensão permanente! Anuí-lo em nós, é o mesmo que anuir nessa crença divina e estelar de que somos nós, (Humanidade e outros...) que fazemos o nosso destino, e por isso sendo tão pequenos, seremos sempre grandes...ainda que à escala interestelar. E só isso importa!

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