Uma das maiores questões da astrofísica moderna pode estar mais próxima de uma resposta.
Pesquisadores do Centro de Pesquisa de Física HUN-REN Wigner, na Hungria, realizaram um novo estudo que busca determinar exatamente qual é o limite entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro.
Segundo os resultados, uma estrela de nêutrons não consegue existir com mais de aproximadamente 2,2 a 2,3 vezes a massa do Sol. Acima desse valor, a gravidade se torna forte demais para ser sustentada pela matéria ultradensa presente em seu interior, levando ao colapso que forma um buraco negro.
As estrelas de nêutrons estão entre os objetos mais extremos do Universo.
Elas surgem quando estrelas massivas esgotam seu combustível nuclear e explodem como supernovas. O núcleo remanescente colapsa sob sua própria gravidade, comprimindo uma massa comparável à de várias estrelas em uma esfera com apenas algumas dezenas de quilômetros de diâmetro.
A densidade é tão elevada que uma única colher de chá desse material pesaria bilhões de toneladas na Terra.
Apesar de décadas de estudos, os cientistas ainda não sabem exatamente como a matéria se comporta sob condições tão extremas.
Para investigar essa questão, os pesquisadores utilizaram diferentes modelos teóricos conhecidos como Equações de Estado, que descrevem como a matéria reage a pressões gigantescas no interior dessas estrelas.
Os cientistas analisaram dois modelos principais, chamados SFHo e DD2, que representam diferentes comportamentos possíveis da matéria nuclear ultradensa.
Além dos cálculos teóricos, a equipe utilizou observações reais obtidas por telescópios e observatórios modernos.
Entre os dados analisados estavam medições do telescópio espacial NICER, instalado na Estação Espacial Internacional, que estuda estrelas de nêutrons por meio de pontos quentes observados em suas superfícies.
Os pesquisadores também incorporaram informações obtidas pela detecção de ondas gravitacionais do evento GW170817, a primeira fusão confirmada entre duas estrelas de nêutrons observada em 2017.
Após combinar os modelos teóricos com os dados observacionais, ambos convergiram para praticamente o mesmo resultado.
Segundo o estudo, o limite máximo para uma estrela de nêutrons está entre 2,2 e 2,3 massas solares.
Os cálculos também indicam que essas estrelas teriam um raio próximo de 12 quilômetros.
A descoberta ajuda a esclarecer a natureza de alguns objetos cósmicos que intrigam os astrônomos há anos.
Um dos exemplos é o objeto GW190814, que possui cerca de 2,59 massas solares. Sua massa sempre o colocou em uma região intermediária entre estrelas de nêutrons e buracos negros.
Com o novo limite proposto, os pesquisadores argumentam que objetos como GW190814 provavelmente são buracos negros de baixa massa e não estrelas de nêutrons excepcionalmente pesadas.
O estudo também fornece novos parâmetros para as equações de Tolman-Oppenheimer-Volkoff, formuladas em 1939 e consideradas fundamentais para descrever a estrutura interna das estrelas de nêutrons.
Embora ainda existam incertezas sobre o comportamento exato da matéria ultradensa, os resultados representam um dos limites mais precisos já obtidos para determinar quando uma estrela de nêutrons deixa de existir e se transforma em um buraco negro.
Sobre a Imagem: Representação artística da fusão de duas estrelas de nêutrons. Crédito: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser.
Link do Estudo: https://arxiv.org/abs/2605.00437
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