Em um artigo publicado recentemente no The Conversation, o pesquisador de pós-doutorado em tempo de pulsar e ondas gravitacionais Daniel Reardon, da Swinburne University of Technology, na Austrália, relatou os resultados de uma missão quase impossível: pesar uma estrela de nêutrons.
O objetivo do experimento é ajudar as equipes da NASA a entender o que acontece quando a matéria é esmagada até a beira do colapso dentro desses objetos espaciais extremos. Portanto, conhecer a massa exata de um deles permitiria não apenas avaliar a matéria comprimida em estados inimagináveis na Terra, mas também conhecer a física que rege essa densidade extrema.
Afinal, uma estrela de nêutrons é o que resta de uma estrela massiva (maior que oito massas solares) após uma explosão de supernova. Este núcleo colapsado Naturalmente pesa muito mais que o nosso Sol, mas está comprimido numa esfera do tamanho de uma cidade terrestre..
Entendendo como funciona uma estrela de nêutrons
Rádio do jato de precessão em forma de S lançado pela estrela de nêutrons em Circinus X-1.Fonte: Fraser Cowie
Uma pesquisa apresentada no mês passado na Universidade de Hull, durante o Encontro Nacional de Astronomia organizado pela Royal Astronomical Society (RAS), revelou o funcionamento do sistema binário Circinus X-1. É uma estrela de nêutrons que está roubando material de uma estrela companheira que a orbita..
Mas esse material não é “consumido” imediatamente. Segundo os pesquisadores, parte dele está sendo empurrado para fora do sistema, na forma de jatos potentes. O movimento de oscilação ou precessão que realizam, segundo o estudo, é muito semelhante à ação intermitente de um aspersor de jardim.
Observado pelo poderoso radiotelescópio MeerKAT na África do Sul, o jato Circinus X-1 está se movendo a velocidades próximas à da luz. Segundo os astrônomos, ele atinge o material que circunda o sistema, composto de gás e poeira, criando choques de terminação, que provocam a desaceleração repentina dessas partículas altamente energéticas.
Afinal, o que há dentro de uma estrela de nêutrons?
O interior de uma estrela de nêutrons é extremamente denso, excedendo até mesmo a densidade do núcleo atômico. Sendo a forma de matéria estável mais densa conhecida no Universo que ainda não entrou em colapso num buraco negro, a matéria da estrela original é tão comprimida pela intensa gravidade que protões e electrões se combinam para formar neutrões.
Para mapear pontos quentes e determinar a massa e o tamanho das estrelas de nêutrons, o radiotelescópio Neutron Star Interior Composition ExploreR (NICER) da NASA na Estação Espacial Internacional detecta raios X provenientes de pontos quentes de milhões de graus na superfície. desses objetos extremos.
A expectativa é que se eles conseguirem entender a relação entre a massa e o raio das estrelas de nêutrons, os cientistas podem determinar a chamada equação de estado (EoS) da matéria densa existente em seus núcleos. Um EoS mais suave indica quebra de partículas exóticas. Uma EoS forte mostraria que os nêutrons persistiram.
Quão grande e pesada é a estrela de nêutrons?
Para resolver o mistério, os cientistas trabalharam com uma estrela de nêutrons chamada PSR J0437-4715, que é o pulsar de milissegundos mais brilhante e mais próximo da Terra. Além de ter sido estudado por quase 30 anos com o icônico radiotelescópio Murriyang da agência nacional australiana de pesquisa científica CSIRO, o pulsar se tornou um dos principais alvos do NICER.
Trabalhando com este objeto, que gira 173 vezes por segundo, Reardon e seus colegas calcularam sua massa como 1,42 vezes a massa do nosso Solque pode se tornar o parâmetro típico de uma estrela de nêutrons.
Com isso, os cientistas do NICER conseguiram determinar a geometria dos pontos quentes de raios X e calcular que o raio da estrela de nêutrons é de 11,4 quilômetros.
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