Astronomia e Universo

Estrelas de nêutrons, remanescentes cósmicos da explosão cataclísmica de estrelas massivas, estão entre os objetos mais misteriosos do nosso Universo. Sua densidade extrema e estrutura interna desafiam nossa compreensão da física nuclear , levando cientistas a desenvolver novas abordagens teóricas para desvendar seus segredos. Crédito: Pixabay/Domínio Público   Uma equipe de pesquisadores estabeleceu recentemente uma relação fundamental sobre a compactação máxima que esses objetos celestes podem atingir. Ao analisar dezenas de milhares de equações de estado diferentes, que descrevem as condições de pressão e densidade no interior das estrelas de nêutrons, os cientistas descobriram um limite inesperado. Essa descoberta abre caminho para testes experimentais que permitirão verificar as propriedades da matéria nuclear sob condições extremas, impossíveis de reproduzir em um laboratório na Terra. A principal dificuldade no estudo de estrelas de nêutrons reside na impossibilidade de ...

"A detecção desse sinal tem o potencial de revelar do que são feitas as estrelas de nêutrons."   Uma ilustração mostra duas estrelas de nêutrons colidindo e se fundindo. (Crédito da imagem: Robert Lea (criado com Canva)) Cientistas descobriram uma nova maneira de sondar o interior de estrelas de nêutrons usando ondas gravitacionais para transformá-las em "diapasões cósmicos". As reverberações dessas ondulações no espaço-tempo podem revelar o interior desses restos estelares extremos. Nascidas quando estrelas massivas morrem, as estrelas de nêutrons têm até duas vezes a massa do sol amontoadas em um diâmetro de cerca de 12 milhas (20 quilômetros). Isso significa que elas são compostas da matéria mais densa do universo conhecido. Mas por causa de suas características extremas, os interiores desses remanescentes estelares estão envoltos em mistério. Luciano Rezzolla e seu grupo de pesquisa na Universidade Goethe de Frankfurt teorizam que a chave para revelar os i...

Cientistas da Universidade Goethe de Frankfurt identificaram uma nova maneira de sondar o interior de estrelas de nêutrons usando ondas gravitacionais de suas colisões. Ao analisar a fase "long ringdown" — um sinal de tom puro emitido pelo remanescente pós-fusão — eles encontraram uma forte correlação entre as propriedades do sinal e a equação de estado da matéria da estrela de nêutrons. Seus resultados foram publicados recentemente na Nature Communications .   O sinal emitido por duas estrelas de nêutrons em fusão assemelha-se ao de um diapasão. Crédito: L. Rezzolla/pixabay     Estrelas de nêutrons, com uma massa maior do que a de todo o sistema solar confinadas dentro de uma esfera quase perfeita de apenas uma dúzia de quilômetros de diâmetro, estão entre os objetos astrofísicos mais fascinantes conhecidos pela humanidade. No entanto, as condições extremas em seus interiores tornam sua composição e estrutura altamente incertas. A colisão de duas estrelas de nêutrons, co...

Em agosto de 2017, a humanidade observou uma maravilha . Pela primeira vez, conseguimos ver duas estrelas de nêutrons colidindo, um evento observado por telescópios ao redor do mundo, alertados pelo tumulto gravitacional enquanto os dois objetos espiralavam para se fundir e formar um buraco negro .   Uma impressão artística da colisão de estrelas de nêutrons. (ESO/L. Calçada/M. Kornmesser) Mesmo naquela época, sabíamos que aquele evento, uma explosão de quilonova chamada AT2017gfo, nos daria dados científicos suficientes para roer pelos próximos anos. E assim foi provado. Agora, cientistas juntaram dados de vários telescópios para reconstruir os dias após a ocorrência da quilonova, e sua bola de fogo em expansão violenta que deu origem a uma enxurrada de elementos pesados. É um evento que evoluiu, diz uma equipe de pesquisa liderada pelo astrofísico Albert Sneppen, do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhague, de forma muito semelhante ao Big Bang , com uma sopa quente...

Novas pesquisas em nossa Via Láctea revelaram uma estrela de nêutrons que gira em torno de seu eixo a uma velocidade extremamente alta. Ela gira 716 vezes por segundo, tornando-se um dos objetos de rotação mais rápida já observados. Foto: NASA Imagem, gerada por IA (inteligência articial), de um sistema estelar binário constituído por uma anã branca e por uma estrela de neutrões. Para efeitos meramente ilustrativos.  Crédito: DALL·E A Via Láctea ainda guarda muitos segredos sobre o universo. Agora, pesquisadores da DTU conseguiram descobrir mais um deles usando um telescópio espacial de raios X montado na Estação Espacial Internacional (ISS). É um objeto pequeno, mas extremamente massivo e de rotação rápida - uma estrela de nêutrons, parte de um chamado 'sistema estelar binário de raios X' chamado '4U 1820-30'. É encontrado na constelação de Sagitário em direção ao centro da nossa galáxia. "Estávamos estudando explosões termonucleares deste sistema e então enco...

Cientistas utilizaram medições precisas com laser para quantificar os raios nucleares de isótopos de silício, com o objetivo de aprimorar teorias nucleares e nossa compreensão da matéria presente nas estrelas de nêutrons. As medições a laser permitiram que os pesquisadores refinassem as medições do raio nuclear de isótopos de silício, aumentando nossa compreensão teórica de estrelas de nêutrons e matéria nuclear densa. Crédito: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser   Essas descobertas têm uma importância significativa tanto para a física nuclear quanto para a astrofísica, oferecendo novos insights sobre a estrutura de objetos cósmicos densos. Mudanças nos Isótopos e Medições do Raio Nuclear Adicionar ou remover nêutrons de um núcleo atômico provoca alterações em seu tamanho, o que, por sua vez, causa pequenas variações nos níveis de energia dos elétrons do átomo, conhecidas como mudanças de isótopos. Os cientistas podem usar medições precisas dessas variações de energia para determina...

  Antes de sabermos o que acontece quando nossa colher chega à Terra, vamos pensar no que há em nossa colher: uma coleção superdensa de nêutrons.   Estrelas de nêutrons são objetos incrivelmente densos com cerca de 16 km de diâmetro. Somente sua imensa gravidade impede que a matéria interna exploda; se você trouxesse uma colher de estrela de nêutrons para a Terra, a falta de gravidade faria com que ela se expandisse rapidamente. Crédito: Raio X: NASA/CXC/UNAM/Ioffe/D.Page, P. Shternin et al; Óptico: NASA/STScI; Ilustração: NASA/CXC/M. Weis Uma estrela de nêutrons é o remanescente de uma estrela massiva (maior que 10 sóis) que ficou sem combustível, entrou em colapso, explodiu e entrou em colapso ainda mais. Seus prótons e elétrons se fundiram para criar nêutrons sob a pressão do colapso. A única coisa que impede os nêutrons de entrarem em colapso ainda mais é a "pressão de degeneração de nêutrons", que impede que dois nêutrons estejam no mesmo lugar ao mesmo tempo. Além d...

Pela primeira vez, astrônomos capturaram uma imagem de uma estrela de nêutrons emitindo um jato em forma de S, semelhante a um irrigador de jardim, no sistema binário Circinus X-1, localizado a mais de 30.000 anos-luz de distância. Imagem de rádio do jato de precessão em forma de S lançado pela estrela de nêutrons em Circinus X-1. Tanto o Cir X-1 em si (centro da imagem) quanto uma fonte de fundo foram subtraídos da imagem para tornar o formato de S mais claro. Os jatos são fluxos rápidos e estreitos de material para fora do Cir X-1. O tamanho dos jatos contra o céu é o mesmo tamanho aparente de uma moeda vista a 100 metros de distância, mas seu tamanho real é maior do que cinco anos-luz. Crédito: Fraser Cowie   Pela primeira vez, astrônomos capturaram uma imagem de uma estrela de nêutrons emitindo um jato em forma de S, semelhante a um irrigador de jardim, no sistema binário Circinus X-1, localizado a mais de 30.000 anos-luz de distância. Este fenômeno, semelhante à precessão ...

"É muito incomum encontrar novos pulsares exóticos. Mas o que é realmente emocionante é a grande variedade desses esquisitos em um único aglomerado!"   Uma ilustração de dez pulsares de estrelas mortas em rápida rotação em Terzan 5. (Crédito da imagem: US NSF, AUI, NSF NRAO, S. Dagnello)   Astrônomos descobriram dez estranhas estrelas mortas, ou "estrelas de nêutrons", espreitando perto do coração da Via Láctea. Essas estranhas estrelas de nêutrons também estão girando, o que significa que são "pulsares".  Cientistas suspeitam que a natureza excessivamente densa desse estranho aglomerado globular, localizado a 18.000 anos-luz da Terra, pode resultar nessas estrelas mortas de rápida rotação assumindo formas bizarras e distorcidas.   O lote, por exemplo, inclui vários "pulsares de aranha" que destroem estrelas com teias de plasma e uma estrela vampira demônio da velocidade que se alimenta avidamente de suas estrelas companheiras. Pulsares são...

Novas simulações mostram que os neutrinos criados durante estas colisões cataclísmicas de estrelas de nêutrons estão brevemente fora do equilíbrio termodinâmico com os núcleos frios das estrelas em fusão.   Durante a colisão de estrelas de nêutrons binárias, neutrinos quentes podem ficar brevemente presos na interface, ficando fora de equilíbrio com os núcleos frios das estrelas em fusão por 2 a 3 milissegundos. Essa interação ajuda a levar as partículas ao equilíbrio e oferece novos insights sobre a física dessas fusões. Crédito: SciTechDaily.com O que acontece quando estrelas de nêutrons colidem” Simulações recentes feitas por físicos da Penn State mostraram que em fusões binárias de estrelas de nêutrons, neutrinos quentes podem ficar brevemente presos e permanecer fora de equilíbrio, fornecendo uma nova compreensão desses eventos cósmicos. Esta pesquisa enfatiza o papel das simulações no estudo de fenômenos que não podem ser replicados experimentalmente. Quando as estrelas...