Pesquisadores de ondas gravitacionais da Universidade de Birmingham desenvolveram um novo modelo que promete fornecer novas idéias sobre a estrutura e composição das estrelas de nêutrons.
O modelo mostra que as vibrações ou oscilações dentro das estrelas podem ser medidas diretamente a partir do sinal da onda gravitacional. Isso ocorre porque as estrelas de nêutrons se deformam sob a influência das forças das marés, fazendo com que elas oscilem em frequências características, e elas codificam informações exclusivas sobre a estrela no sinal de onda gravitacional.
Isso faz da asteroseismologia – o estudo de oscilações estelares – com ondas gravitacionais de estrelas em nêutrons em colisão uma nova ferramenta promissora para investigar a natureza ilusória da matéria nuclear extremamente densa.
Estrelas de nêutrons são os remanescentes ultradensos de estrelas maciças em colapso. Eles foram observados aos milhares no espectro eletromagnético e ainda pouco se sabe sobre sua natureza. Informações únicas podem ser obtidas através da medição das ondas gravitacionais emitidas quando duas estrelas de nêutrons se encontram e formam um sistema binário. Previstos pela primeira vez por Albert Einstein, essas ondulações no espaço-tempo foram detectadas pela primeira vez pelo Observatório Avançado de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser (LIGO) em 2015.
Ao utilizar o sinal de onda gravitacional para medir as oscilações das estrelas de nêutrons, os pesquisadores poderão descobrir novas idéias sobre o interior dessas estrelas. O estudo foi publicado na Nature Communications.
O Dr. Geraint Pratten, do Gravitational Wave Institute da Universidade de Birmingham, é o principal autor do estudo. Ele explicou: “À medida que as duas estrelas se espiralam, suas formas se tornam distorcidas pela força gravitacional exercida pelo companheiro. Isso se torna cada vez mais pronunciado e deixa uma marca única no sinal da onda gravitacional.
“As forças de maré que atuam nas estrelas de nêutrons excitam as oscilações dentro da estrela, dando-nos uma visão de sua estrutura interna. Medindo essas oscilações do sinal da onda gravitacional, podemos extrair informações sobre a natureza fundamental e a composição desses objetos misteriosos que, de outra forma, seriam inacessível “.
O modelo desenvolvido pela equipe permite que a frequência dessas oscilações seja determinada diretamente a partir de medições de ondas gravitacionais pela primeira vez. Os pesquisadores usaram seu modelo no primeiro sinal de onda gravitacional observado de uma fusão binária de estrelas de nêutrons – GW170817.
A co-autora, Dra. Patricia Schmidt, acrescentou: “Quase três anos após as primeiras ondas gravitacionais de uma estrela binária de nêutrons foram observadas, ainda estamos encontrando novas maneiras de extrair mais informações sobre a estrutura das estrelas a partir dos sinais. Issonpode ser reunido desenvolvendo modelos teóricos cada vez mais sofisticados, mais perto estaremos de revelar a verdadeira natureza das estrelas de nêutrons “.
Os observatórios de ondas gravitacionais da próxima geração planejados para a década de 2030 serão capazes de detectar muito mais estrelas binárias de nêutrons e observá-las com muito mais detalhes do que é possível atualmente. O modelo produzido pela equipe de Birmingham fará uma contribuição significativa para essa ciência.
“As informações deste evento inicial eram limitadas, pois havia muito ruído de fundo que dificultava o isolamento do sinal”, diz o Dr. Pratten. “Com instrumentos mais sofisticados, podemos medir as frequências dessas oscilações com muito mais precisão, e isso deve começar a produzir informações realmente interessantes”.
Publicado em 22/05/2020 06h09
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