Crédito de imagem: ESA
Logo após o Big Bang, acredita-se que toda a matéria do Universo foi dividida em seus menores componentes. Usando o telescópio espacial XMM-Newton, uma equipe de astrônomos está tentando calcular a “compactação” de várias estrelas de nêutrons - para ver se elas vão além da densidade da matéria normal.
Uma fração de segundo após o Big Bang, toda a sopa primordial de matéria no Universo foi 'quebrada' em seus constituintes mais fundamentais. Pensa-se que desapareceu para sempre. No entanto, os cientistas suspeitam fortemente que a sopa exótica de matéria dissolvida ainda possa ser encontrada no Universo de hoje, no centro de certos objetos muito densos chamados estrelas de nêutrons.
Com o telescópio espacial da ESA XMM-Newton, eles agora estão mais perto de testar essa idéia. Pela primeira vez, o XMM-Newton conseguiu medir a influência do campo gravitacional de uma estrela de nêutrons na luz que emite. Essa medida fornece uma visão muito melhor desses objetos.
Estrelas de nêutrons estão entre os objetos mais densos do Universo. Eles empacotam a massa do sol dentro de uma esfera de 10 quilômetros de diâmetro. Um pedaço de estrela de nêutrons do tamanho de um cubo de açúcar pesa mais de um bilhão de toneladas. Estrelas de nêutrons são os remanescentes de estrelas explosivas até oito vezes mais massivas que o nosso Sol. Eles terminam sua vida em uma explosão de supernova e depois colapsam sob sua própria gravidade. Seus interiores podem, portanto, conter uma forma muito exótica de matéria.
Os cientistas acreditam que em uma estrela de nêutrons, a densidade e as temperaturas são semelhantes às que existem uma fração de segundo após o Big Bang. Eles assumem que, quando a matéria está bem compactada como em uma estrela de nêutrons, passa por importantes mudanças. Prótons, elétrons e nêutrons? os componentes dos átomos - fundem-se. É possível que mesmo os blocos de construção de prótons e nêutrons, os chamados quarks, sejam esmagados juntos, dando origem a uma espécie de plasma exótico de matéria 'dissolvida'.
Como descobrir? Os cientistas passaram décadas tentando identificar a natureza da matéria nas estrelas de nêutrons. Para fazer isso, eles precisam conhecer alguns parâmetros importantes com muita precisão: se você conhece a massa e o raio de uma estrela, ou a relação entre eles, pode obter sua compactação. No entanto, nenhum instrumento foi avançado o suficiente para realizar as medições necessárias, até agora. Graças ao observatório XMM-Newton da ESA, os astrônomos conseguiram, pela primeira vez, medir a razão massa / raio de uma estrela de nêutrons e obter as primeiras pistas de sua composição. Isso sugere que a estrela de nêutrons contém matéria normal e não exótica, embora não seja conclusiva. Os autores dizem que este é um? Primeiro passo fundamental? e eles continuarão com a pesquisa.
A maneira como obtiveram essa medição é a primeira em observações astronômicas e é considerada uma grande conquista. O método consiste em determinar a compactação da estrela de nêutrons de maneira indireta. A atração gravitacional de uma estrela de nêutrons é imensa - milhares de milhões de vezes mais forte que a da Terra. Isso faz com que as partículas de luz emitidas pela estrela de nêutrons percam energia. Essa perda de energia é chamada de "desvio para o vermelho" gravitacional. A medição desse desvio vermelho por XMM-Newton indicou a força da atração gravitacional e revelou a compactação da estrela.
"Esta é uma medida altamente precisa que não poderíamos ter feito sem a alta sensibilidade do XMM-Newton e sua capacidade de distinguir detalhes", diz Fred Jansen, cientista do projeto XMM-Newton da ESA.
De acordo com o principal autor da descoberta, Jean Cottam, do Goddard Space Flight Center da NASA, “foram feitas tentativas para medir o desvio gravitacional do vermelho logo após Einstein publicar a Teoria Geral da Relatividade, mas ninguém jamais foi capaz de medir a mudança. efeito em uma estrela de nêutrons, onde deveria ser enorme. Isso já foi confirmado. ”
Fonte original: Comunicado de imprensa da ESA
