Estrelas de nêutrons são objetos incrivelmente compactos que podem se formar após a morte de uma estrela. No entanto, pouco se sabe sobre seus interiores. Desde sua descoberta, os cientistas têm tentado decifrar sua estrutura.
Como dificilmente podem ser duplicados na Terra em laboratório, o maior obstáculo é simular as circunstâncias severas dentro das estrelas de nêutrons. Como resultado, existem inúmeros modelos nos quais diferentes atributos, como temperatura e densidade, são definidos por meio das chamadas equações de estado. Essas equações tentam caracterizar a estrutura das estrelas de nêutrons desde a superfície estelar até o núcleo interno.
Agora, físicos em Universidade Goethe Frankfurt conseguiram adicionar outras peças cruciais ao quebra-cabeça. Eles desenvolveram mais de um milhão de equações de estado que satisfazem as restrições estabelecidas por dados obtidos da física nuclear teórica, por um lado, e por observações astronômicas, por outro.
Ao avaliar as equações de estado, os físicos descobriram algo surpreendente: “Luz” estrelas de nêutrons (com massas menores que cerca de 1.7 massas solares) parecem ter um manto macio e um núcleo rígido, enquanto as estrelas de nêutrons “pesadas” (com massas maiores que 1.7 massas solares) têm um manto rígido e um núcleo macio.
O Prof. Luciano Rezzolla disse, “Esse resultado é muito interessante porque nos dá uma medida direta de quão compressível pode ser o centro das estrelas de nêutrons. Estrelas de nêutrons se comportam um pouco como bombons de chocolate: estrelas leves se assemelham àquelas chocolates com uma avelã no centro cercada por chocolate macio, enquanto as estrelas pesadas podem ser consideradas mais parecidas com aqueles chocolates em que uma camada dura contém um recheio macio.
A velocidade do som é crucial para esse insight. Essa métrica quantitativa, que depende de quão rígida ou flexível é a matéria, descreve a velocidade com que ondas sonoras mover dentro de um item. Na Terra, encontram-se jazidas de petróleo, e o interior do planeta é explorada usando a velocidade do som.
Os cientistas também puderam identificar características adicionais, anteriormente não descobertas, de estrelas de nêutrons, modelando as equações de estado. Por exemplo, eles provavelmente têm um raio de apenas 12 quilômetros, independentemente de sua massa. Eles têm a mesma circunferência que Frankfurt.
Autor Dr. Christian Ecker explica: “Nosso extenso estudo numérico não apenas nos permite fazer previsões para os raios e massas máximas de estrelas de nêutrons, mas também para estabelecer novos limites em sua deformabilidade em sistemas binários, ou seja, quão fortemente eles distorcem um ao outro por meio de sua campos gravitacionais. Essas percepções se tornarão particularmente importantes para identificar a equação de estado desconhecida com futuras observações astronômicas e detecções de ondas gravitacionais de estrelas em fusão”.
Referências do periódico:
- Sinan Altiparmak, Christian Ecker, Luciano Rezzolla: Sobre a velocidade do som em estrelas de nêutrons. As Cartas do Jornal Astrofísico (2022) DOI: 10.3847/2041-8213/ac9b2a
- Christian Ecker & Luciano Rezzolla: Uma descrição geral, independente de escala, da velocidade do som em estrelas de nêutrons. As Cartas do Jornal Astrofísico (2022) DOI: 10.3847/2041-8213/ac8674
