Trocas de calor na superfície de estrela de nêutrons

Novo estudo feito por grupo internacional com a participação de um pesquisador brasileiro ajuda a compreender processos que acontecem no interior das estrelas de nêutrons – que estão entre os mais estranhos corpos celestes.

Elas são o resultado do colapso de estrelas de massa elevada.  A fusão nuclear no interior das estrelas transforma  continuamente hidrogênio em hélio até que todo o hidrogênio seja consumido.  Sem esse combustível para contrabalançar a atração gravitacional, elas são esmagadas pela própria gravidade e, num efeito rebote, explodem como supernovas. O que resta é o núcleo da estrela, compactado densamente e composto só por nêutrons, o que explica o nome dado a esses cadáveres estelares.

O novo trabalho, cujo primeiro autor é Hendry Schatz, da Universidade de Notre Dame, em Indiana (EUA), tem entre os demais autores o brasileiro Leandro R. Gasques, do Instituto de Física da USP (Universidade de São Paulo).

Publicado pela revista Nature na edição de 2 de janeiro, o artigo revê o processo de aquecimento da superfície desse objeto ultracompacto. Durante muito tempo, os cientistas atribuíram esse aquecimento  às reações nucleares que ocorrem no interior da crosta – a camada mais externa (com cerca de um quilômetro) da estrela de nêutrons.

Neste trabalho são apresentadas evidências de que o resfriamento devido à emissão de neutrinos desacopla termicamente as camadas superficiais da crosta das mais profundas, um mecanismo semelhante ao chamado efeito Urca*, o que inviabiliza o modelo de aquecimento da superfície por reações em todo o volume da crosta. O estudo conclui que os processos responsáveis pelo  aquecimento da superfície, ainda desconhecidos, possivelmente ocorrem em camadas próximas à superfície da estrela de nêutrons.

*O mecanismo Urca foi descrito pelo físico brasileiro Mario Schënberg , também da USP na época, em parceria com o russo-americano Georga Gamow em 1941 (Gamow & Schoenberg, “Neutrino theory of stellar collapse”,  Physical Review 59, 539). O nome deve-se a uma passagem da dupla pelo Cassino da Urca, no Rio de Janeiro, onde Schënberg estabeleceu uma analogia entre os neutrinos emitidos por estrelas em colapso, que tende a resfriá-las, e o dinheiro das apostas na roleta, que tende a empobrecer os apostadores. O nome do Cassino ficou associado, portanto, à emissão de neutrinos por estrelas.

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