Como um buraco negro pode devorar uma estrela de nêutrons de dentro para fora

Acredita-se que buracos negros primordiais tenham se formado no início da evolução do universo. Nenhum foi descoberto ainda, mas se eles existem e podem ser abundantes, vagando quase invisivelmente pelo cosmos, então eles podem ser responsáveis ​​pela matéria escura. 

Ilustração de uma estrela de nêutrons. Crédito: ESA 

Uma maneira possível de procurá-los é ver os resultados de suas refeições e uma nova teoria bizarra sugere que buracos negros de baixa massa podem ser capturados por estrelas de nêutrons e ficar presos lá dentro, devorando-as por dentro. Se esses objetos estranhos existissem, então isso tornaria as estrelas de nêutrons menos comuns em locais onde buracos negros proliferariam, conforme observado ao redor do centro galáctico.

Buracos negros são objetos fascinantes. Alguns são formados quando estrelas supermassivas morrem, outros (que são teóricos apenas neste estágio) podem ter se formado a partir de regiões de maior densidade quando o universo era jovem. É possível que eles sejam responsáveis ​​por uma parte, ou talvez até mesmo por toda a matéria escura que compõe cerca de 27% do conteúdo de massa-energia do universo.

Sua descoberta certamente ajudaria a explicar alguns dos mistérios que cercam a matéria escura, mas também ajudaria a explicar outras observações para; eventos de microlente, correlações nas flutuações de fundo de raios X e infravermelho cósmico e taxas de massa, rotação e coalescência para buracos negros encontrados pelo LIGO/Virgo. 

No artigo publicado por Roberto Caiozzo, Gianfranco Bertone e Florian Kuhnel, eles exploram a abundância de buracos negros primordiais de massa subestelar. Eles usam técnicas de análise modernas e exploram a possibilidade de que os buracos negros primordiais possam ser capturados por estrelas de nêutrons e afundar em seu núcleo. Estudos anteriores sobre essa possibilidade foram realizados mais notavelmente e mais recentemente por Y. G ?enolini, PD Serpico e P. Tinyakov em seu artigo “Revisiting primordial black hole capture into neutron stars.

A atenção de Caiozzo e equipe se concentrou no parsec mais interno da Via Láctea, o centro galáctico. Eles escolheram esse local para estudar buracos negros primordiais capturados por estrelas de nêutrons devido à alta densidade esperada de matéria escura e à população prevista de pulsares. Devo acrescentar aqui que a maioria das estrelas de nêutrons são vistas como pulsares.

Esta imagem mostra uma seção da vista lateral da Via Láctea, medida pelo satélite Gaia da ESA. A faixa escura consiste em gás e poeira, que escurece a luz das estrelas embutidas. O Centro Galáctico da Via Láctea é indicado à direita da imagem, brilhando intensamente abaixo da zona escura. A caixa à esquerda do meio marca a localização do filamento “Maggie”. Ela mostra a distribuição do hidrogênio atômico. As cores indicam diferentes velocidades do gás. Crédito: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO & T. Müller/J. Syed/MPIA

Pulsares são apenas estrelas de nêutrons que giram rápido e nós as vemos produzindo pulsos de radiação em intervalos curtos, geralmente entre milissegundos e segundos. Acredita-se que eles devem existir aos milhares, mas até o momento, quase nenhum foi encontrado na região mais interna. Não se sabe por que há tão poucos, mas a equipe postula que pode ser devido à interrupção pelos buracos negros.

Pulsares de milissegundos (aqueles cuja taxa de rotação está entre as mais altas) seriam uma excelente escolha para estudo. Eles são fáceis de localizar e, devido a observações espectroscópicas, acredita-se que existam em grandes populações no bojo galáctico, provavelmente também perto do centro galáctico. Previsões anteriores sugerem que pode haver 67 binários de raios X de estrelas de nêutrons de longa duração na região mais interna do centro e estes demonstraram ser os progenitores dos pulsares de milissegundos. Portanto, é razoável assumir uma boa população no centro galáctico. 

A taxa de captura de buracos negros primordiais por estrelas de nêutrons no centro galáctico é o objetivo do artigo, com cálculos existentes sendo revisitados para produzir uma previsão mais realista. A equipe vai um passo além e analisa a probabilidade do colapso de uma estrela de nêutrons dada a interrupção de um buraco negro primordial.

A equipe descobre, no entanto, que, tendo melhorado todos os modelos anteriores, a captura dos buracos negros primordiais não pode explicar por que há tão poucos pulsares/estrelas de nêutrons ausentes ao redor do centro galáctico. A interrupção de estrelas de nêutrons e pulsares simplesmente não é provável que ocorra dentro de sua vida útil projetada.

Fonte: universetoday.com