As estrelas de nêutrons são os fantasmas malignos das estrelas gigantes: núcleos quentes de matéria exótica que sobraram das supernovas. Como garrafas térmicas cheias de sopa quente de macarrão, elas levam eras para esfriar. Mas agora os pesquisadores acham que sabem como essas estrelas fazem isso: com uma porção gigante de macarrão.
Não, esses cadáveres estelares excessivamente densos não são recheados com espaguete. Em vez disso, as estrelas de nêutrons esfriam, liberando partículas etéreas conhecidas como neutrinos. E uma nova pesquisa mostra que eles realizam essa tarefa graças a um tipo intermediário de matéria conhecido como pasta nuclear, um material ondulado e enrolado no qual os átomos estão quase, mas não completamente, misturados uns com os outros. Essa estrutura de pasta nuclear cria regiões de baixa densidade dentro das estrelas, permitindo que neutrinos e calor escapem.
Uma colher de chá de matéria coletada da superfície de uma estrela de nêutrons pesaria bilhões de toneladas, mais do que todas as pessoas na Terra juntas. Essa densidade ajuda a reter muito bem o calor. E enquanto nosso Sol, que é considerado uma anã amarela, emite muito de seu calor como luz, as partículas de luz produzidas dentro de uma estrela de nêutrons raramente sobem à superfície para escapar. No entanto, essas estrelas violentas - cada uma do tamanho de uma cidade americana - acabam se acalmando, principalmente liberando neutrinos.
“A pasta é algo entre a matéria nuclear e a matéria comum”, disse o coautor do estudo, Charles Horowitz, físico da Universidade de Illinois. “Se você começar a espremer a matéria muito, muito forte em uma estrela de nêutrons, os núcleos ficarão cada vez mais próximos e, eventualmente, começarão a colidir”, disse Horowitz à Live Science. "E quando eles começam a colidir, coisas estranhas acontecem."
Em algum momento, a pressão aumenta tanto que a estrutura da matéria comum colapsa completamente em um caldo nuclear indiferenciado. Mas pouco antes disso acontecer, há uma área de massas.
Os cientistas sabem há mais de uma década que essa pasta reside dentro de estrelas de nêutrons, logo abaixo de suas crostas na região onde a matéria comum é transformada em matéria nuclear estranha e mal compreendida. E eles também sabiam que as emissões de neutrinos ajudam a resfriar as estrelas de nêutrons. Novas pesquisas mostram como a massa ajuda a afastar os neutrinos.
A fórmula básica para a formação de neutrinos em uma estrela de nêutrons é simples: o nêutron decai, transformando-se em um próton ligeiramente mais leve e com baixa energia e um neutrino ultraleve. Este é um processo simples que ocorre em algum lugar do espaço, incluindo o nosso Sol. Mas para que esta receita funcione, as condições certas devem estar presentes. E em uma estrela de nêutrons, as condições não são assim. Os pesquisadores mostraram que as emissões de neutrinos da pasta nuclear são provavelmente muito mais eficientes do que as emissões de neutrinos do núcleo de uma estrela de nêutrons. Isso significa que a maior parte do resfriamento é devido à pasta.
De acordo com Horowitz, esta pesquisa sugere que as estrelas de nêutrons estão esfriando mais lentamente do que o esperado. Então eles vivem mais. Segundo ele, a história do espaço-tempo terá que ser alterada para dar conta de sua resistência sobrenatural ao calor extremo por eras.
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