Astrônomos descobrem a estrela de nêutrons mais massiva

Com uma massa duas vezes a do Sol, é tão massiva que descarta modelos teóricos sobre a composição interna deste tipo de estrela.

taniager

28 Outubro 2010 | 14h34

Pulsos da estrela de nêutrons (ao fundo) são ascelerados quando passam perto da anã branca em primeiro plano. Este efeito permitiu aos astrônomos medir as massas do sistema. CRÉDITOS: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Pulsos da estrela de nêutrons (ao fundo) são ascelerados quando passam perto da anã branca em primeiro plano. Este efeito permitiu aos astrônomos medir as massas do sistema. CRÉDITOS: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Astrônomos descobriram a estrela de nêutrons mais massiva já encontrada usando o telescópio Green Bank Telescope (GBT) da National Science Foundation. A descoberta tem grande impacto em vários campos da física e astrofísica. O artigo sobre a matéria pode ser lido na revista Nature hoje.

Com uma massa duas vezes a do Sol, a estrela de nêutrons massiva descarta modelos teóricos sobre a composição interna deste tipo de estrela. Esta medida de massa também tem implicação para o entendimento de toda a matéria em densidades extremamente altas e para muitos detalhes da física nuclear.

Estrelas de nêutrons são “cadáveres” superdensos de estrelas massivas que explodiram como supernovas. Com toda sua massa embrulhada em uma esfera do tamanho de uma pequena cidade, seus prótons e elétrons são esmagados juntos em nêutrons. Uma estrela de nêutrons pode ser várias vezes mais densa que um núcleo atômico, e um pouquinho de seu material que poderia caber em um dedal, pesaria mais de 500 milhões de toneladas. Esta densidade tremenda faz das estrelas de nêutrons um “laboratório natural ideal” para se estudar os estados mais densos e exóticos da matéria conhecidos na física.

Os cientistas usaram um efeito da teoria da relatividade geral de Albert Einstein para medir a massa da estrela de nêutrons e sua companheira em órbita, uma estrela anã branca. A estrela de nêutrons é um pulsar, emitindo feixes de ondas de rádio como um farol varrendo o espaço, enquanto gira. Esta estrela de nêutrons, chamada PSR J1614-2230, gira 317 vezes por segundo, e sua companheira completa uma órbita em pouco menos de nove dias. O par, distante em cerca de três mil anos-luz, está em uma órbita vista quase exatamente no canto superior a partir da Terra. Essa orientação foi a chave para fazer a medição de massa.

Como a órbita transporta a anã branca diretamente para frente do pulsar, as ondas de rádio do pulsar que atingem a Terra devem viajar muito perto da anã branca. Esta passagem estreita faz com que estas ondas sejam atrasadas em sua chegada pela distorção do espaço-tempo produzida pela gravitação da anã branca. Este efeito, chamado o atraso Shapiro, permitiu aos cientistas medir com precisão as massas das duas estrelas.

Os pesquisadores esperavam que a estrela de nêutrons teria aproximadamente uma vez e meia a massa do sol. Em vez disso, suas observações revelaram que ela é duas vezes maior.  Esta massa maior muda a compreensão que os cientistas têm da composição de uma estrela de nêutrons. Alguns modelos teóricos postulavam que, além de nêutrons, tais estrelas também poderiam conter certas partículas subatômicas exóticas chamadas híperons ou condensados de káons.

“Os resultados derrubaram todas estas ideias”, disse Scott Ransom do National Radio Astronomy Observatory (NRAO) nos Estados Unidos, envolvido no estudo.