Encontrado superfluido em estrela de nêutrons

Os astrônomos da NASA descobriram a primeira evidência direta da existência de um superfluido no centro de uma estrela de nêutrons.

© NASA (supernova Cassiopeia A)

A descoberta vai ajudar a entender como ocorrem as interações dos átomos em densidades praticamente impossíveis de replicar na Terra. O estudo foi publicado no periódico americano Physical Review Letters.

Superfluido é um estado da matéria equivalente ao de um líquido sem viscosidade, ou seja, que flui sem atrito. Em laboratório, o homem já descobriu que os superfluidos podem desafiar as leis da gravidade e até escapar de compartimentos lacrados. Se fosse possível colocar um pouco de superfluido em um copo, o fluido poderia subir suas paredes até derramar pelas bordas.

Dois grupos de pesquisa independentes, um mexicano e o outro russo, estudaram o que sobrou da supernova Cassiopeia A, cuja explosão foi observada pela primeira há 330 anos e está a uma distância de 11.000 anos-luz da Terra. Supernovas são corpos celestes formados a partir da explosão de estrelas com pelo menos 10 vezes a massa do Sol. São objetos extremamente brilhantes, mas seu brilho se perde semanas ou meses após a explosão.

As estrelas de nêutrons têm a matéria mais densa que se pode observar diretamente. Uma colher cheia do material que forma essas estrelas pesaria seis bilhões de toneladas. A pressão é tão grande que a maioria das partículas com carga (os prótons e os elétrons) se funde, gerando partículas sem carga (os nêutrons).

Materiais superfluidos podem ser replicados em nosso planeta sob temperaturas extremamente baixas, perto do zero absoluto (cerca de 273 graus Celsius abaixo de zero). Nas estrelas de nêutrons, contudo, os superfluidos ocorrem a temperaturas altíssimas, perto de um bilhão de graus Celsius, cerca de mil vezes mais que a corona, a atmosfera do Sol.

Utilizando o observatório espacial Chandra, foi descoberto que a temperatura no interior de uma estrela de nêutrons diminuiu 4% em um período de 10 anos. "Apesar de parecer pouco, essa queda significa que algo muito estranho está ocorrendo dentro da estrela", disse o astrônomo Dany Page, chefe do grupo de pesquisa mexicano.
A queda brusca de temperatura na estrela de nêutrons "é a primeira evidência direta de que o núcleo dessas estrelas é feito de uma material superfluido e supercondutor", disse Peter Shternin, chefe do grupo de pesquisa russo.

Essa nova pesquisa tem permitido às equipes determinarem de forma observacional pela primeira vez as restrições nas propriedade do material superfluido das estrelas de nêutrons. A temperatura crítica foi determinada entre meio bilhão a um bilhão de graus Celsius. Uma vasta região da estrela de nêutrons deve formar um superfluido de nêutrons como observado agora, e para explicar de forma completa o rápido resfriamento, os prótons na estrela de nêutrons precisam ter formado um superfluido antes da explosão. Por serem partículas carregadas, os prótons também formam supercondutores.

Usando um modelo que tem sido construído pelas observações do Chandra, o comportamento futuro da estrela de nêutrons tem sido previsto. O rápido resfriamento deve continuar por algumas décadas e então deve diminuir.

Fonte: Veja