Estrelas de nêutrons podem abrigar outro tipo de matéria; entenda

Por Daniele Cavalcante | 10 de Junho de 2020 às 10h13

Pesquisadores encontraram fortes evidências de que, dentro das estrelas de nêutrons mais massivas existentes, deve haver a presença de quarks exóticos. Um dos fatores que contribuíram bastante para as novas descobertas foi o surgimento recente da medição de ondas gravitacionais geradas por uma fusão de estrelas de nêutrons.

O grupo de pesquisa finlandês por trás do estudo também usou os resultados recentes de pesquisas em física nuclear, partículas teóricas e a detecção de estrelas de nêutrons muito massivas, próximas a duas massas solares. Os resultados foram um tanto inesperados e publicados em um artigo na revista Nature Physics.

Uma estrela de nêutrons pode ser comparada com um imenso núcleo de um átomo. Pense bem: tudo o que nos cerca é composto por matérias formadas dentro dos núcleos de estrelas; todos os elementos naturais são resultado do processo que ocorre em um núcleo estelar. Núcleos atômicos densos das matérias que nos rodeiam são formados por prótons e nêutrons - duas partículas que, por sua vez, são formadas por quarks - e estão cercados por elétrons com cargas negativas.

Já no interior de uma estrela de nêutrons, a matéria atômica colapsa e se transforma em um tipo de matéria nuclear extremamente densa. Por isso, o astro é considerado um imenso núcleo. Os especialistas já teorizavam anteriormente que, no centro de uma estrela de nêutrons mais massiva, esse colapso seria tão grande que a matéria se transformaria em quarks, subpartículas elementares onde núcleos atômicos simplesmente não existem.

Ilustração de uma colisão entre estrelas de nêutrons, um dos eventos cósmicos que ajudou na pesquisa sobre a matéria no núcleo dessas estrelas

Aleksi Vuorinen, coautor da pesquisa, explicou que “confirmar a existência de núcleos de quarks dentro de estrelas de nêutrons tem sido um dos objetivos mais importantes da física desde que essa possibilidade foi cogitada há 40 anos”. Então, para investigar essa hipótese, a equipe buscou deduzir as características e a identidade da matéria dentro das estrelas de nêutrons. Após semanas analisando dados combinados de diferentes estudos, a equipe constatou que as partículas nos núcleos das estrelas de nêutrons ​​têm o tipo comportamento que se espera dos quarks, e não das partículas comuns. Além disso, seus cálculos indicaram que essa matéria de quarks ocupa mais da metade do diâmetro dos astros analisados.

Para Vuorinen, essa descoberta significa que “existe uma chance pequena, mas não nula, de que todas as estrelas de nêutrons sejam compostas apenas por matéria nuclear”, ou seja, prótons e nêutrons que são comprimidos ao ponto de eles formarem outro tipo da matéria. Em astronomia, a matéria nuclear forma algo conhecido como matéria quark. Em outras palavras, se as estrelas de nêutrons forem compostas apenas de matéria nuclear, significa que ali não há presença de elétrons - apenas as partículas formadas por quarks.

Os pesquisadores ressaltam que serão necessários mais estudos sobre o assunto para responder muitas incertezas que ainda pairam sobre o ele. Mesmo assim, a nova pesquisa é um grande passo para a astronomia em geral. "Há razões para acreditar que a era de ouro da astrofísica (...) está apenas começando e que em breve testemunharemos muitos outros 'saltos' como esse em nossa compreensão da natureza", disse Vuorinen.

Fonte: Space Daily

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