Novo método para medir o tamanho das estrelas de neutrões

As estrelas de neutrões são feitas de matéria ultradensa. 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 neutrões, 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 neutrões num 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 neutrões 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 da estrela de neutrões deve ser cerca de 12,4 km. 

"As medições anteriores mostraram que o raio de uma estrela de neutrões 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 1000 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 investigadores a estudar o tipo de condições núcleo-físicas presentes no interior de estrelas de neutrões extremamente densas. Estão particularmente interessados em determinar a equação do estado de matéria de neutrões, que mostra quão comprimível é a matéria a densidades extremamente elevadas. 

"A densidade da matéria nas estrelas de neutrões ronda os cerca de 100 milhões de toneladas por centímetro cúbico. De momento, as estrelas de neutrões 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 neutrões. 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 neutrões. É muito emocionante como estas duas medições completamente diferentes contam a mesma história acerca da composição das estrelas de neutrões. O próximo passo lógico é combinar estes dois resultados. Já tivemos conversas com os nossos colegas sobre como proceder," conclui Nättilä.