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nov 27

Como medir o tamanho das estrelas de nêutrons?

 

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Impressão artística de uma estrela de nêutrons. Crédito: Rodion Kutsaev

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

Agora, foi desenvolvido um novo método para medir o tamanho das estrelas de nêutrons em um estudo liderado por um grupo de investigação 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 topo-de-gama de radiação, os cientistas foram capazes de colocar restrições no tamanho da fonte emissora. Esta nova análise sugere que o raio médio de uma estrela de nêutrons deve ser aproximadamente 12,4 km.

Joonas Nättilä, doutorando que desenvolveu o método, declarou:

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.

As novas medições ajudam os investigadores a estudar o tipo de condições núcleo-físicas 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.

Juri Poutanen, líder do grupo de pesquisa, destacou:

A densidade da matéria nas estrelas de nêutrons beira 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.

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.

Joonas Nättilä concluiu:

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. Já tivemos conversas com os nossos colegas sobre como proceder.

Fontes

Cosmos Magazine: Nuke blasts reveal true size of neutron stars

Physorg: New method to measure neutron star size uses modeling based on thermonuclear explosions

Universidade de Turku: New Method to Measure Neutron Star Size Uses Modelling Based on Thermonuclear Explosions

._._.

1709.09120 Neutron star mass and radius measurements from atmospheric model fits to X-ray burst cooling tail spectra

 

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