Estrelas de nêutrons são estrelas moribundas que parecem estar "fora dos gráficos" em quase todas as categorias. Eles também giram extremamente rápido, cerca de 700 vezes por segundo. E de acordo com um novo estudo, as estrelas de nêutrons têm outra qualidade quase super-herói: a superfície externa dessas estrelas em colapso provavelmente é 10 bilhões de vezes mais forte que o aço ou qualquer outra das ligas mais fortes da Terra.
Estrelas de nêutrons são estrelas massivas que exibem extrema gravidade. Eles entraram em colapso quando seus núcleos cessaram a fusão nuclear e a produção de energia. As únicas coisas mais densas são os buracos negros.
Os cientistas querem entender a estrutura das estrelas de nêutrons, em parte porque as irregularidades da superfície, ou montanhas, na crosta podem irradiar ondas gravitacionais e, por sua vez, podem criar ondulações no espaço-tempo. Compreender o quão alto uma montanha pode ficar antes de desmoronar com a gravidade da estrela de nêutrons ou estimar a tensão de ruptura da crosta também tem implicações para entender melhor os terremotos de estrelas ou as explosões gigantes magnetares.
Charles Horowitz, professor da Universidade de Indiana, conduziu várias simulações em computador de dinâmica molecular em larga escala e determinou que a crosta das estrelas de nêutrons é extremamente forte.
"Modelamos uma pequena região da crosta estelar de nêutrons seguindo os movimentos individuais de até 12 milhões de partículas", disse Horowitz sobre o trabalho realizado no Centro de Teoria Nuclear da IU, no escritório do vice-reitor de pesquisa. "Calculamos então como a crosta se deforma e acaba quebrando sob o peso extremo de uma montanha de estrelas de nêutrons."
Realizadas em um grande cluster de computadores no Laboratório Nacional de Los Alamos e construídas em versões menores criadas em hardware de computador de dinâmica molecular para fins especiais na IU, as simulações identificaram uma crosta de estrela de nêutrons que excedia em muito a força de qualquer material conhecido na Terra.
A crosta pode ser tão forte a ponto de provocar ondas gravitacionais que não só podem limitar os períodos de rotação de algumas estrelas, mas que também podem ser detectadas por telescópios de alta resolução chamados interferômetros, segundo a modelagem.
"O tamanho máximo possível dessas montanhas depende da tensão de ruptura da crosta estelar de nêutrons", disse Horowitz. "A grande tensão de ruptura que encontramos deve apoiar montanhas em estrelas de nêutrons em rotação rápida, grandes o suficiente para irradiar eficientemente ondas gravitacionais."
Devido à intensa pressão encontrada nas estrelas de nêutrons, é menos provável que falhas estruturais e impurezas que enfraquecem coisas como rochas e aço forcem os cristais que se formam durante a nucleossíntese que ocorre para formar a crosta estelar de nêutrons. Apertada pela força gravitacional, a crosta pode suportar uma tensão de ruptura 10 bilhões de vezes a pressão necessária para quebrar o aço.
A pesquisa aparecerá sexta-feira (8 de maio) em Physical Review Letters.
Veja uma versão on-line do trabalho de pesquisa de Horowitz, "A tensão de ruptura da crosta estelar de nêutrons e das ondas gravitacionais".
Fonte: EurekAlert
