506: Há uma “estrela estranha” cuja origem está a inquietar os cientistas

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

NASA/CXC/U. Texas

A estrela de neutrões em causa está no centro de um remanescente de super-nova chamado HESS J1731-347.

Um objecto relativamente pequeno e denso, camuflado dentro de uma nuvem própria explodida, encontra-se a apenas alguns milhares de anos-luz de distância, desafiando a compreensão dos cientistas no que respeita física estelar.

Os vários relatos parecem sugerir que se trata de uma estrela de neutrões, embora seja uma estrela invulgar. Com apenas 77% da massa do Sol, é a massa mais baixa alguma vez medida para um objecto da sua espécie.

Anteriormente, a estrela de neutrões mais leve alguma vez medida era 1,17 vezes a massa do Sol.

Esta descoberta mais recente não é apenas menor, é significativamente inferior à massa mínima da estrela de neutrões prevista pela teoria. Isto sugere ou que existe alguma falha na nossa compreensão destes objectos ultra-densos… ou o que estamos a ver não é de todo uma estrela de neutrões, mas um objecto peculiar, nunca antes visto, conhecido como uma estrela “estranha”.

As estrelas de neutrões estão entre os objectos mais densos de todo o Universo. São o que resta após uma estrela maciça entre cerca de 8 e 30 vezes a massa do Sol ter chegado ao fim da sua vida.

Quando a estrela fica sem material para se fundir no seu núcleo, vai para a super-nova, ejectando as suas camadas exteriores de material para o Espaço, relata o Science Alert.

Já não apoiado pela pressão externa da fusão, o núcleo colapsa em si mesmo para formar um objecto tão denso, os núcleos atómicos esmagam-se juntos e os electrões são forçados a conviver proximamente com protões por tempo suficiente para se transformarem em neutrões.

A maioria destes objectos compactos são cerca de 1,4 vezes a massa do Sol, embora a teoria diga que poderiam variar desde algo tão maciço como cerca de 2,3 massas solares, até apenas 1,1 massas solares.

Tudo isto embalado dentro de uma esfera apenas 20 quilómetros de largura, fazendo com que cada colher de chá cheia de material estelar de neutrões pese entre 10 milhões e vários biliões de toneladas.

Estrelas com massas superiores e inferiores às estrelas de neutrões podem também transformar-se em objectos densos. Estrelas mais pesadas transformam-se em buracos negros.

Estrelas mais leves transformam-se em anãs brancas – menos densas do que as estrelas de neutrões, com um limite de massa superior de 1,4 massas solares, embora ainda bastante compactas. Este é o destino final do nosso próprio Sol.

A estrela de neutrões em causa está no centro de um remanescente de super-nova chamado HESS J1731-347, que tinha sido previamente calculado para se sentar a mais de 10.000 anos-luz de distância.

Uma das dificuldades no estudo das estrelas de neutrões reside, no entanto, em medições de distância mal condicionadas. Sem uma distância precisa, é difícil obter medições precisas das outras características de uma estrela.

Recentemente, uma segunda estrela, opticamente brilhante, foi descoberta à espreita no HESS J1731-347. A partir disto, utilizando dados do levantamento cartográfico de Gaia, uma equipa de astrónomos liderada por Victor Doroshenko da Universidade Eberhard Karls de Tübingen, na Alemanha, conseguiu recalcular a distância ao HESS J1731-347, e descobriu que está muito mais perto do que se pensava, a cerca de 8.150 anos-luz de distância.

Isto significa que as estimativas anteriores das outras características da estrela de neutrões precisavam de ser refinadas, incluindo a sua massa. Combinado com observações da luz de raios X emitida pela estrela de neutrões (inconsistente com a radiação X de uma anã branca),

Doroshenko e os seus colegas conseguiram refinar o seu raio para 10,4 quilómetros, e a sua massa para uma massa solar absolutamente baixa de 0,77 massas solares.

Isto significa que pode não ser de facto uma estrela de neutrões como a conhecemos, mas um objecto hipotético ainda não identificado positivamente na natureza.

“A nossa estimativa de massa torna o objecto central compacto em HESS J1731-347 a estrela de neutrões mais leve conhecida até à data, e potencialmente um objecto mais exótico – ou seja, um candidato a estrela ‘estranha‘”, escrevem os investigadores no seu artigo.

Segundo a teoria, uma estranha estrela parece-se muito com uma estrela de neutrões, mas contém uma maior proporção de partículas fundamentais chamadas quarks estranhos. Os quarks são partículas subatómicas fundamentais que se combinam para formar partículas compostas, tais como prótons e neutrões.

Os quarks vêm em seis tipos diferentes, ou sabores, chamados de up, down, charme, strange, top, e bottom. Os prótons e os neutrões são compostos por quarks para cima e para baixo.

A teoria sugere que, no ambiente extremamente comprimido dentro de uma estrela de neutrões, as partículas subatómicas decompõem-se nos seus quarks constituintes.

Sob este modelo, estranhas estrelas são feitas de matéria que consiste em proporções iguais de quarks para cima, para baixo, e estranhos.

Estrelas estranhas devem formar-se sob massas suficientemente grandes para realmente se apertarem, mas como o livro de regras para estrelas de neutrões sai pela janela quando se envolvem quarks suficientes, também não há essencialmente nenhum limite inferior. O que significa que não podemos descartar a possibilidade de esta estrela de neutrões ser, de facto, uma estrela estranha.

“Os constrangimentos na massa e raio são ainda totalmente consistentes com uma interpretação padrão de estrela de neutrões e podem ser utilizados para melhorar os constrangimentos astrofísicos na equação do estado da matéria densa fria sob esta suposição”, escrevem os investigadores.

“Uma tal estrela de neutrões leves, independentemente da composição interna assumida, parece ser um objecto muito intrigante de uma perspectiva astrofísica”.

  ZAP //
28 Outubro, 2022