Um raro estado da matéria apelidado de pasta nuclear parece existir somente dentro de objetos ultra densos chamados de estrelas de nêutrons, dizem os astrônomos.
Ali, os núcleos dos átomos estão unidos de forma tão apertada que eles se arranjam em padrões semelhante ao de uma pasta – alguns em camadas planas como as camadas de uma lasanha e outros de forma espiral como um fusili. Além disso, essas formações são muito provavelmente as responsáveis por limitar a velocidade máxima de rotação dessas estrelas de acordo com um novo estudo.
“Essas condições só são alcançadas em estrelas de nêutrons, os objetos mais densos conhecidos no universo além dos buracos negros”, disse o astrônomo José Pns da Universidade de Alicante na Espanha.
Essa nova fase da matéria já havia sido proposta por teóricos anos atrás, mas sua presença nunca havia sido experimentalmente verificada. Agora, Pons, e seus colegas usaram a taxa de rotação de uma classe de estrelas de nêutrons conhecida como pulsares para oferecer a primeira evidência que a pasta nuclear existe.
Os pulsares emitem luz por meio de um par de feixes que são atirados como se fossem os raios de luz emitidos por um farol costeiro. À medida que os pulsares giram, os feixes aparecem e desaparecem da nossa visão, fazendo com que a estrela pareça pulsar ligando e desligando, e permitindo assim que os astrônomos possam calcular qual a velocidade de rotação das estrelas.
Os pesquisadores observaram dezenas de pulsares, mas nunca havia descoberto um com um período de rotação maior que 12 segundos. “Em princípio isso não é esperado. Você deve observar alguns com períodos maiores”, disse Pons. Um período maior de rotação significa que a estrela está girando mais vagarosamente.
Mas a pasta de matéria poderia explicar a ausência de pulsares com períodos de rotação maiores. Os pesquisadores perceberam que se os núcleos atômicos dentro das estrelas estiverem reorganizados em formações de pasta, essa matéria poderia aumentar a resistividade elétrica das estrelas, fazendo com que fosse mais complicado para os elétrons viajarem através do material. Isso, por sua vez, faria com que os campos magnéticos das estrelas se dissipassem muito mais rápido do que o esperado. Normalmente os pulsares diminuem sua velocidade de rotação por meio das ondas eletromagnéticas que eles irradiam, o que faz com que as estrelas percam momento angular. Mas se os campos magnéticos das estrelas já estão limitados, como aconteceria com a pasta de matéria, eles não poderiam irradiar ondas eletromagnéticas de maneira tão intensa, assim eles não poderiam reduzir a velocidade de rotação.
Isso mantém os pulsares presos numa velocidade de rotação mínima, ou num período de rotação máximo.
“Fazendo essa conexão entre o efeito astronômico observado, que é a existência desse limite superior de rotação, com a necessidade de uma camada na crosta mais interna, é o que faz a conexão entre a teoria e a observação”, disse Pons.
As estrelas de nêutrons se formam quando estrelas massivas alcançam o fim de suas vidas consumindo todo o combustível existente para a fusão nuclear. Essas estrelas velhas explodem em supernovas, seus núcleos entram em colapso criando objetos pequenos e densos. As massas resultantes são tão densas, de fato, que os átomos normais não podem mais existir. Ao invés disso, os prótons e os elétrons essencialmente se fundem um com o outro, produzindo nêutrons além de partículas leves chamadas de neutrinos. O resultado final é uma estrela de nêutrons, cuja massa é formada em 90% por nêutrons.
Na crosta dessas estrelas que é bilhões de vezes mais forte do que o aço, os núcleos atômicos normais feitos de prótons e nêutrons podem ainda existir, embora estejam densamente espremidos, e nesse ponto é onde a nova formação de pasta aparece.
Na matéria normal, a separação entre os núcleos é imensa (relativamente falando), de modo que os núcleos atômicos positivamente carregados não gostam de estar perto um dos outros. ” Mas nas estrelas de nêutrons, a matéria está muito compactada e os núcleos atômicos estão muito próximos quase que se tocando”, disse Pons. “É como se fossem núcleos gigantescos, um imenso contínuo de matéria”.
A pesquisa foi publicada na revista de Nature Physics de 9 de Junho de 2013.
Fonte:
http://www.space.com/21722-nuclear-pasta-neutron-stars-matter.html
