Novo método para medir o tamanho das estrelas de nêutrons

As estrelas de nêutrons são feitas de matéria ultradensa. O modo como esta matéria se comporta é um dos maiores mistérios da física nuclear moderna.

© Rodion Kutsaev (ilustração de uma estrela de nêutrons)

Pesquisadores desenvolveram um novo método para medir o raio das estrelas de nêutrons, o que os ajuda a entender o que acontece com a matéria dentro da estrela sob pressão extrema.

Foi desenvolvido um novo método para medir o tamanho das estrelas de nêutrons num estudo liderado por um grupo de pesquisa de astrofísica de alta-energia na Universidade de Turku, Finlândia. O método baseia-se na modelagem de como as explosões termonucleares que ocorrem nas camadas mais altas da estrela emitem raios X. Ao comparar os raios X emitidos pelas estrelas de nêutrons com os modelos teóricos de radiação atuais, os cientistas foram capazes de colocar restrições no tamanho da fonte emissora. Esta nova análise sugere que o raio da estrela de nêutrons deve ser cerca de 12,4 km.

"As medições anteriores mostraram que o raio de uma estrela de nêutrons estava situado entre os 10 e os 16 km. Nós reduzimos este intervalo até cerca de 12 km com cerca de 400 metros de precisão, talvez 1.000 metros se quisermos ter a certeza. Portanto, a nova medição é uma melhoria clara em relação à anterior," comenta Joonas Nättilä, candidato a doutoramento que desenvolveu o método.

As novas medições ajudam os ipesquisadores a estudar o tipo de condições físicas nucleares presentes no interior de estrelas de nêutrons extremamente densas. Estão particularmente interessados em determinar a equação do estado de matéria de nêutrons, que mostra quão comprimível é a matéria a densidades extremamente elevadas.

"A densidade da matéria nas estrelas de nêutrons é cerca de 100 milhões de toneladas por centímetro cúbico. De momento, as estrelas de nêutrons são os únicos objetos naturais com os quais podemos estudar estes tipos extremos de matéria," acrescenta Juri Poutanen, líder do grupo de pesquisa.

Os novos resultados também ajudam a compreender as recém-descobertas ondas gravitacionais que tiveram origem na colisão de duas estrelas de nêutrons. É por isso que o consórcio LIGO/Virgo, que descobriu estas ondas, foi rápido em comparar as suas observações recentes com as novas restrições obtidas pelos cientistas finlandeses.

"A forma específica do sinal de onda gravitacional é altamente dependente dos raios e da equação de estado das estrelas de nêutrons. É muito emocionante como estas duas medições completamente diferentes contam a mesma história acerca da composição das estrelas de nêutrons. O próximo passo lógico é combinar estes dois resultados," conclui Nättilä.

Fonte: University of Turku