As fusões de estrelas de neutrões estão entre os eventos mais extremos do Universo. Uma simulação recente demonstra que o cataclismo começa, no entanto, mais cedo. Na verdade, um balé caótico dos seus campos magnéticos inicia-se bem antes da explosão final, colocando potencialmente em causa a nossa perceção destes eventos titânicos.
Estes corpos celestes formam-se após a explosão em supernova de uma estrela massiva. O seu núcleo comprime-se então num objeto de uma densidade inaudita, onde uma simples colher de chá de matéria pesaria milhões de toneladas na Terra. A sua magnetosfera atinge também um poder vertiginoso, ultrapassando em vários milhares de milhões de vezes a do nosso planeta.
Captura de ecrã de uma simulação em supercomputador da NASA mostrando estrelas de neutrões em espiral antes da fusão, criando um caos magnético.
Crédito: NASA's Goddard Space Flight Center/D. Skiathas et al. 2025
Uma equipa mobilizou o supercomputador Pleiades da NASA. A sua modelação recriou as órbitas finais antes da colisão, numa curta sequência de 7,7 milissegundos. Graças a esta alta resolução, os cientistas puderam observar o emaranhamento e a evolução não linear dos campos magnéticos. Esta abordagem requer, na opinião dos investigadores, recursos de computação colossais para capturar fenómenos tão rápidos.
Dentro destes modelos, as magnetosferas comportam-se como circuitos em reestruturação perpétua. As linhas de campo ligam-se, rompem-se e depois reúnem-se novamente, enquanto correntes elétricas atravessam o plasma a uma velocidade que roça a da luz. Tal atividade propulsiona partículas e gera emissões cuja intensidade flutua. A equipa notou que estes mecanismos produzem sinais óticos de grande riqueza.
A luz proveniente destes duos estelares não é homogénea; o seu brilho pode mudar de forma significativa. Consequentemente, o que um observador distante deteta depende grandemente do seu ângulo de observação. Os sinais ganham potência à medida que as estrelas se aproximam, influenciados pela orientação relativa dos seus polos magnéticos. Estas flutuações poderão no futuro facilitar a identificação de tais eventos com os novos telescópios.
Estas interações magnéticas poderão também imprimir a sua assinatura nas ondas gravitacionais. Observatórios futuros, como o detetor espacial LISA esperado para a década de 2030, poderão captá-las. Mais sensível do que os instrumentos terrestres, o LISA oferecerá uma visão inédita do Universo.
As colisões de estrelas de neutrões são também as forjas de elementos pesados como o ouro ou a prata, produzidos durante explosões denominadas kilonovas. Ao estudar as etapas que precedem a fusão, os investigadores esperam refinar a interpretação destes fenómenos e orientar as próximas missões de observação.