Por favor, avalie esta postagem
Massa nuclear, a substância mais dura conhecida no universo.
Uma equipe de cientistas calculou a resistência do material nas profundezas da crosta das estrelas de nêutrons e descobriu que é o material mais forte conhecido no universo.
Matthew Caplan, pesquisador de pós-doutorado na Universidade McGill, e seus colegas da Universidade de Indiana e do Instituto de Tecnologia da Califórnia, executaram com sucesso as maiores simulações computacionais já realizadas de Estrêla de Neutróns crostas, tornando-se o primeiro a descrever como estas se quebram.
“A força da crosta da estrela de neutrões, especialmente a parte inferior da crosta, é relevante para um grande número de problemas astrofísicos, mas não é bem compreendida,” diz Caplan.
As estrelas de nêutrons nascem após supernovas, uma implosão que comprime um objeto do tamanho do Sol até aproximadamente o tamanho de Montreal, tornando-as “cem trilhões de vezes mais densas do que qualquer coisa na Terra”. Sua imensa gravidade faz com que suas camadas externas congelem, tornando-as semelhantes à Terra, com uma fina crosta envolvendo um núcleo líquido.
Essa alta densidade faz com que o material que compõe uma estrela de nêutrons, conhecido como massa nuclear, tenha uma estrutura única. Abaixo da crosta, as forças concorrentes entre os prótons e os nêutrons fazem com que eles se agrupem em formas como cilindros longos ou planos planos, que são conhecidos na literatura como 'lasanha' e 'espaguete', daí o nome 'massa nuclear'. Juntas, as enormes densidades e as formas estranhas tornam a massa nuclear incrivelmente rígida.
Graças às suas simulações de computador, que exigiram 2 milhões de horas de tempo de processador ou o equivalente a 250 anos num portátil com uma única GPU boa, Caplan e os seus colegas conseguiram esticar e deformar o material nas profundezas da crosta das estrelas de neutrões.
“Nossos resultados são valiosos para os astrônomos que estudam estrelas de nêutrons. A sua camada exterior é a parte que realmente observamos, por isso precisamos de compreender isso para podermos interpretar as observações astronómicas destas estrelas,” acrescenta Caplan.
Os resultados, aceitos para publicação em Cartas de revisão físicapoderia ajudar os astrofísicos a entender melhor ondas gravitacionais como aqueles detectados no ano passado, quando duas estrelas de nêutrons colidiram. Os seus novos resultados sugerem até que estrelas de neutrões isoladas podem gerar pequenas ondas gravitacionais.
“Muita física interessante está acontecendo aqui sob condições extremas e, portanto, compreender as propriedades físicas de uma estrela de nêutrons é uma forma de os cientistas testarem suas teorias e modelos”, acrescenta Caplan. Com esse resultado, muitos problemas precisam ser revisitados. Qual o tamanho da montanha que você pode construir sobre uma estrela de nêutrons antes que a crosta se rompa e ela entre em colapso? Como será? E o mais importante, como os astrônomos podem observá-lo?”
Referência: “The Elasticity of Nuclear Pasta” por ME Caplan, AS Schneider e CJ Horowitz, 24 de setembro de 2018, Cartas de revisão física
DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.132701