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Estrelas de nêutrons são os núcleos colapsados de estrelas massivas: astros minúsculos, densíssimos e de rotação vertiginosa, com gravidade e campos magnéticos extremos. Este quiz percorre a formação desses objetos, a descoberta dos pulsares, a estrutura interna, os discos de gás em sistemas binários e a fusão registrada pelo sinal GW170817. As perguntas vão do básico ao nível de especialista, cada uma com uma curiosidade na resposta.
Todas as 30 perguntas com respostas e explicações. Jogar o quiz
Q 01O feixe de um pulsar que aponta periodicamente para a Terra produz o chamado efeito de quê?
Farol
O pulsar nada mais é que o canhão de radiação da estrela voltado para nós a cada volta.
Q 02Como são chamadas as estrelas de nêutrons com campos magnéticos muito fortes?
Magnetares
Supõe-se que os chamados repetidores de radiação gama suave sejam astros desse tipo, ou então estrelas cercadas por discos fósseis.
Q 03A radiação dos pulsares é emitida principalmente de regiões próximas a que parte do astro?
Polos magnéticos
Como o eixo magnético nem sempre coincide com o de rotação, o feixe varre regiões diferentes do céu enquanto a estrela gira.
Q 04Quem descobriu o primeiro pulsar, primeira pista observacional das estrelas de nêutrons?
Jocelyn Bell Burnell
Um pulsar é uma estrela de nêutrons cujo canhão de radiação aponta periodicamente para a Terra.
Q 05Como se chama o disco espesso de gás que se forma ao redor de uma estrela de nêutrons?
Disco de acreção
Ele é feito do gás de uma estrela vizinha, tragado pela estrela de nêutrons.
Q 06Que colaboração científica observou o sinal de onda gravitacional GW170817?
LIGO/Virgo
Foi o primeiro evento do gênero observado ao mesmo tempo por telescópios, com uma contraparte eletromagnética.
Q 07Em que ano foi descoberto, por acaso, o primeiro pulsar?
1967
Os cientistas procuravam fontes de rádio distantes com um instrumento sensível a ondas de variação rápida.
Q 08A fusão de duas estrelas de nêutrons pode ser a fonte de rajadas de curta duração de quê?
Raios gama
Essas fusões também são, provavelmente, fontes fortes de ondas gravitacionais.
Q 09Em que radiação costuma brilhar um sistema binário cuja estrela de nêutrons acumula matéria?
Raios X
O material que cai sobre o astro pode formar pontos quentes, que entram e saem do campo de visão conforme ele gira.
Q 10A energia gravitacional do gás que cai em uma estrela de nêutrons vira energia de que tipo?
Térmica
A conversão acontece dentro do disco de gás, enquanto o material se move em direção ao campo gravitacional do astro.
Q 11Quantas toneladas teria uma caixa de fósforos cheia de material de estrela de nêutrons?
3 bilhões
É o equivalente a um pedaço de 0,5 quilômetro cúbico da Terra, um cubo com bordas de cerca de 800 metros.
Q 12Ao colapsar em estrela de nêutrons, o núcleo estelar retém a maior parte de qual grandeza?
Momento angular
Esse colapso acontece durante supernovas do Tipo II, Tipo Ib ou Tipo Ic.
Q 13Quantas massas solares uma estrela precisa superar para poder gerar uma estrela de nêutrons?
8
O valor se refere à massa inicial, quando a estrela ainda está na sequência principal.
Q 21O campo gravitacional na superfície de uma estrela de nêutrons é quantas vezes o da Terra?
200 bilhões
O campo magnético desses astros também é extremo, muitíssimo mais forte que o terrestre.
Q 22Qual é a temperatura superficial típica, em kelvins, das estrelas de nêutrons observáveis?
600.000
Só as muito quentes podem ser observadas: a maioria desses astros é antiga, fria e difícil de detectar.
Q 23Sem combustível nuclear, o núcleo de uma estrela massiva é sustentado só pela pressão de quê?
Degenerescência
Quando o núcleo continua ganhando massa, nem essa pressão exercida pelos elétrons resiste, e o colapso prossegue.
Q 14Pulsares antigos “reciclados” pelo acréscimo de matéria tornam-se pulsares de quê?
Milissegundos
A matéria recebida em um sistema binário acelera esses astros antigos até taxas de rotação muito rápidas.
Q 15Que temperatura média atinge a parte interna do disco de gás de uma estrela de nêutrons?
Milhões de graus
É nessa região interna que a energia gravitacional é liberada com maior intensidade.
Q 16Acima de cerca de quantas massas solares o remanescente de uma supernova vira buraco negro?
3
Abaixo desse valor, o que sobra depois da explosão permanece como estrela de nêutrons.
Q 17Que efeito, semelhante ao que gera o campo magnético da Terra, ocorre nas estrelas de nêutrons?
Dínamo
Ele surge da combinação de partículas supercondutoras, a baixas temperaturas, com a alta velocidade de rotação do astro.
Q 18O núcleo de uma estrela massiva colapsa ao exceder o limite que leva o nome de qual cientista?
Chandrasekhar
O núcleo ultrapassa esse limite ao receber massa vinda da queima de regiões próximas à superfície da estrela.
Q 19O que leva o gás em órbita de uma estrela de nêutrons a cair em espiral rumo à superfície?
O atrito entre camadas de gás
O fenômeno ocorre entre órbitas próximas, ao longo de todo o disco que circunda o astro.
Q 20Que partículas são liberadas em massa quando elétrons e prótons se fundem no colapso estelar?
Neutrinos
Essa combinação, chamada captura de elétrons, acontece à medida que a temperatura sobe e é o que produz os nêutrons do futuro astro.
Q 24Que camada envolve diretamente o núcleo de uma estrela de nêutrons?
Manto de nêutrons
Por fora dela há ainda uma camada de núcleos atômicos metálicos e elétrons livres.
Q 25Que grandeza cai drasticamente porque a estrela de nêutrons tem raio bem menor que a original?
Momento de inércia
Por isso o astro nasce girando muito depressa e só desacelera ao longo de um período muito longo.
Q 26Como se chama a superfície equipotencial em forma de “8” em torno de um sistema binário?
Lóbulo de Roche
Em todos os pontos dessa superfície o potencial gravitacional é o mesmo.
Q 27O gás de uma gigante vermelha flui para a estrela de nêutrons vizinha pelo ponto de quem?
Lagrange
É um ponto de equilíbrio instável, por onde a matéria pode ser transferida de uma estrela para a outra.
Q 28Como se chama a quebra de núcleos atômicos em partículas alfa por radiação de alta energia?
Fotodesintegração
O processo ocorre no núcleo estelar em colapso, sob temperaturas altíssimas, pouco antes da explosão da estrela.
Q 29Sinais como o GW170817 permitem medir de forma independente qual grandeza da cosmologia?
Constante de Hubble
Para isso, os sinais de onda gravitacional são usados como uma espécie de sinal padrão.
Q 30A que processo de nucleossíntese as fusões de estrelas de nêutrons dão sua contribuição?
Processo r
A teoria ganhou sustentação com as observações eletromagnéticas que acompanharam o sinal GW170817.