Cassiopeia A: O Observatório Chandra da NASA Descobre Superfluido no Núcleo de Uma Estrela de Nêutrons

Essa composição mostra uma bela visão de raio-X e de luz óptica da Cassiopeia A (Cas A), uma remanescente de supernova localizada na Via Láctea a aproximadamente 11000 anos-luz de distância da Terra. Essas são partes remanescentes de uma estrela massiva que explodiu a aproximadamente 330 anos atrás, como medida na escala de tempo terrestre. Os raios-X captados pelo Chandra são mostrados em vermelho, verde e azul juntamente com os dados ópticos registrados pelo Hubble mostrados em dourado.

No centro da imagem está uma estrela de nêutrons, uma estrela ultra densa criada pela supernova. Dez anos de observações com o Chandra têm revelado um declínio de 4% na temperatura dessa estrela de nêutrons, um resfriamento rápido não esperado. Dois novos artigo feitos por grupos de pesquisa independente mostram que esse resfriamento é provavelmente causado pela formação de um superfluidos de nêutrons nas regiões centrais, a primeira evidência direta para esse estado bizarro da matéria no núcleo de uma estrela de nêutrons.

O detalhe junto a imagem mostra uma impressão artística do que seria uma estrela de nêutrons no centro da Cas A. As diferentes camadas coloridas na região externa mostram a crosta (laranja), o núcleo (vermelho) onde as densidades são maiores, e a parte do núcleo onde os nêutrons devem estar no estado superfluidos (no interior da bola vermelha). Os raios azuis emanando do centro da estrela representam o número de neutrinos – partículas quase sem massa e que interagem de maneira fraca – que são criados à medida que a temperatura do núcleo cai abaixo de um nível crítico e um nêutron superfluidos é formado, um processo que começou aproximadamente a 100 anos atrás como observado da Terra. Esses neutrinos escapam da estrela ganhando energia e fazendo com que a estrela se resfrie mais rapidamente.

Essa nova pesquisa tem permitido às equipes determinarem de forma observacional pela primeira vez as restrições nas propriedade do material superfluidos das estrelas de nêutrons. A temperatura crítica foi determinada entre meio bilhão a um bilhão de graus Celsius. Uma vasta região da estrela de nêutrons deve formar um superfluidos de nêutrons como observado agora, e para explicar de forma completa o rápido resfriamento, os prótons na estrela de nêutrons precisam ter formado um superfluidos antes da explosão. Pelos fatos de serem partículas carregadas, os prótons também formaram supercondutores.

Usando um modelo que tem sido construído pelas observações do Chandra, o comportamento futuro da estrela de nêutrons tem sido previsto. O rápido resfriamento é esperado para continuar por algumas décadas e então deve diminuir.

Fonte:

http://chandra.harvard.edu/photo/2011/casa/

 

 

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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