A estrela de neutrões mais massiva é uma “viúva negra” que devora a sua companheira

A estrela de neutrões mais massiva é uma “viúva negra” que devora a sua própria companheira, revela um novo estudo.

Uma estrela densa e colapsante, girando 707 vezes por segundo — o que a torna uma das estrelas de neutrões mais rápidas da Via Láctea — dilacerou e consumiu o equivalente a quase a sua tamanho totalidade de uma companheira estelar e, no processo, cresceu até se tornar na estrela de neutrões mais massiva observada até à data.

A tamanho desta estrela de neutrões, que atinge 2,35 vezes a tamanho do Sol, ajuda os astrónomos a compreender o estranho estado quântico da material dentro destes objetos densos, que — se ficarem muito mais pesados — colapsam por completo e desaparecem uma vez que um buraco preto.

“Sabemos mais ou menos uma vez que a material se comporta a densidades nucleares, uma vez que no núcleo de um corpúsculo de urânio”, disse Alex Filippenko, professor de astronomia na Universidade da Califórnia, Berkeley. “Uma estrela de neutrões é uma vez que um núcleo gigante, mas quando temos 1,5 massas solares deste material, o que corresponde a saudação de 500.000 massas terrestres destes núcleos todos densamente agrupados, não é de todo evidente uma vez que se irão comportar”.

Roger W. Romani, professor de astrofísica na Universidade de Stanford, observou que as estrelas de neutrões são tão densas — 1 polegada cúbica tem mais de 10 milénio milhões de toneladas — que os seus núcleos são a material mais densa do Universo, sem descrever com os buracos negros que, por estarem escondidos detrás do seu horizonte de eventos, são impossíveis de estudar. A estrela de neutrões, um pulsar nomeado PSR J0952-0607 é, portanto, o objeto mais denso visível a partir da Terreno.

A mensuração da tamanho da estrela de neutrões foi provável graças à sensibilidade extrema do Telescópio Keck I de 10 metros em Maunakea, Hawaii, que unicamente conseguiu obter um espectro, no visível, da estrela companheira, agora reduzida ao tamanho de um grande planeta gasoso. As estrelas ficam a saudação de 3000 anos-luz da Terreno na direção da constelação de Sextante.

Desvelado em 2017, PSR J0952-0607 é referido uma vez que um pulsar “viúva negra” — uma conformidade à tendência das aranhas viúvas negras fêmeas de consumir o másculo muito mais pequeno posteriormente o acasalamento. Filippenko e Romani estudam sistemas de viúvas negras há mais de uma dezena na esperança de estabelecer o limite superior das grandes estrelas de neutrões/pulsares.

“Ao combinar esta mensuração com as de outras viúvas negras, mostramos que as estrelas de neutrões devem atingir pelo menos esta tamanho, 2,35 +/- 0,17 massas solares”, disse Romani, professor de física na Escola de Humanidades e Ciências de Stanford e membro do Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas e Cosmologia. “Por sua vez, isto proporciona alguma das mais fortes restrições à propriedade da material em várias vezes a densidade vista nos núcleos atómicos. De facto, muitos outros modelos populares de física de material densa são excluídos por levante resultado”.

Se o valor de 2,35 massas solares estiver, efetivamente, perto do limite superior para as estrelas de neutrões, uma vez que os investigadores dizem, portanto é provável que o interno seja uma sopa de neutrões muito uma vez que de quarks “u” ou “d” — os constituintes de protões e neutrões normais — mas não material exótica, tais uma vez que quarks “estranhos” ou káons, que são partículas que contêm um quark estranho.

“Uma tamanho máxima elevada para as estrelas de neutrões sugere que se trata de uma mistura de núcleos e dos seus quarks u e d dissolvidos até ao núcleo”, disse Romani. “Isto exclui muitos estados de material propostos, principalmente aqueles com elaboração interno exótica”.

Romani, Filippenko e o estudante de Stanford Dinesh Kandel são coautores de um item que descreve os resultados da equipa, aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal Letters.