Representação artística de uma estrela de nêutrons. Crédito: ESO / L. Calçada
Novos modelos de estrelas de nêutrons mostram que suas montanhas mais altas podem ser apenas frações de milímetros de altura, devido à enorme gravidade nos objetos ultra-densos. A pesquisa é apresentada hoje no Encontro Nacional de Astronomia 2021.
Estrelas de nêutrons são alguns dos objetos mais densos do Universo: pesam tanto quanto o Sol, mas medem apenas cerca de 10km de diâmetro, semelhantes em tamanho a uma cidade grande.
Por causa de sua compactação, as estrelas de nêutrons têm uma enorme atração gravitacional em torno de um bilhão de vezes mais forte que a Terra. Isso esmaga todas as características da superfície para dimensões minúsculas, e significa que o remanescente estelar é uma esfera quase perfeita.
Embora sejam bilhões de vezes menores do que na Terra, essas deformações de uma esfera perfeita são, no entanto, conhecidas como montanhas. A equipe por trás do trabalho, liderada pelo doutorando Fabian Gittins na Universidade de Southampton, usou modelagem computacional para construir estrelas de nêutrons realistas e submetê-las a uma série de forças matemáticas para identificar como as montanhas são criadas.
A equipe também estudou o papel da matéria nuclear ultra-densa no apoio às montanhas, e descobriu que as maiores montanhas produzidas eram apenas uma fração de milímetro de altura, cem vezes menor do que as estimativas anteriores.
Fabian comenta: "Nas últimas duas décadas, houve muito interesse em entender o tamanho dessas montanhas antes que a crosta da estrela de nêutrons se quebre, e a montanha não possa mais ser apoiada."
Trabalhos anteriores sugerem que estrelas de nêutrons podem sustentar desvios de uma esfera perfeita de até algumas partes em um milhão, implicando que as montanhas poderiam ser tão grandes quanto alguns centímetros. Estes cálculos presumiram que a estrela de nêutrons estava tensa de tal forma que a crosta estava perto de quebrar em cada ponto. No entanto, os novos modelos indicam que tais condições não são fisicamente realistas.
Fabian acrescenta: "Esses resultados mostram como as estrelas de nêutrons são realmente objetos notavelmente esféricos. Além disso, eles sugerem que observar ondas gravitacionais de estrelas de nêutrons rotativos pode ser ainda mais desafiador do que se pensava anteriormente."
Embora sejam objetos únicos, devido à sua intensa gravitação, estrelas de nêutrons girando com pequenas deformações devem produzir ondulações no tecido do espaço-tempo conhecido como ondas gravitacionais. Ondas gravitacionais de rotações de estrelas de nêutrons únicos ainda não foram observadas, embora futuros avanços em detectores extremamente sensíveis, como LIGO avançado e Virgem, possam conter a chave para sondar esses objetos únicos.