Ondas no tecido do espaço-tempo ajudarão a detectar "estrelas estranhas"

Ondas no tecido do espaço-tempo ajudarão a detectar

Olhando para as ondas no tecido do espaço-tempo, os cientistas logo serão capazes de detectar "estrelas estranhas" - objetos formados de um material que é radicalmente diferente das partículas que compõem a matéria comum.

Os prótons e nêutrons que compõem os núcleos dos átomos são compostos de várias partículas básicas, conhecidas como quarks. Existem apenas seis tipos ou “sabores” de quarks: inferior, superior, estranho, encantador, charmoso e verdadeiro. Cada próton ou nêutron consiste em três quarks: um próton consiste em um dos quarks inferiores e dois superiores, cada nêutron consiste em um superior e dois inferiores.

Em teoria, a matéria também pode ser formada a partir de outros sabores de quarks. Desde 1970, os cientistas sugeriram que partículas de "matéria estranha" podem ser formadas a partir de um número igual de quarks superiores, inferiores e estranhos. Em princípio, a matéria estranha deve ser mais pesada e mais estável que a matéria comum, e pode até ser capaz de se transformar em matéria comum. No entanto, experimentos de laboratório ainda não criaram uma única partícula de matéria estranha, então sua existência permanece incerta.

Um dos lugares onde a matéria estranha pode naturalmente se formar é o núcleo das estrelas de nêutrons - os remanescentes de estrelas que morreram como resultado de uma explosão catastrófica conhecida como supernova. Estrelas de nêutrons são geralmente pequenas, com um diâmetro de aproximadamente 19 quilômetros, mas tão densas que pesam tanto quanto o Sol. Por exemplo, um pedaço de uma estrela de nêutrons, do tamanho de um pedaço de açúcar, pode pesar 100 milhões de toneladas. Sob o extraordinário poder desse peso extremo, alguns dos quarks inferiores e superiores que compõem as estrelas de nêutrons podem se transformar em quarks estranhos, o que leva à formação de estrelas estranhas a partir de matéria estranha.

Uma estrela estranha, que às vezes ejeta partículas de matéria estranha, pode rapidamente converter uma estrela de nêutrons girando em um sistema estelar binário em uma estranha estrela. Estudos mostram que uma estrela de nêutrons, que extrai uma semente de matéria estranha de uma estrela estranha, pode se transformar em uma estranha estrela em apenas 1 milissegundo.

Agora, os pesquisadores sugerem que eles podem detectar estrelas estranhas examinando as ondas gravitacionais de estrelas - uma ondulação invisível no espaço-tempo que Albert Einstein sugeriu pela primeira vez como parte de sua teoria da teoria da relatividade geral.

Ondas gravitacionais são emitidas devido à aceleração de massa. Ondas gravitacionais realmente grandes são formadas devido a massas muito grandes, como um par de estrelas de nêutrons, que se fundem umas com as outras.

Um par de estrelas estranhas emite ondas gravitacionais, que são diferentes daquelas que emitem um par de estrelas de nêutrons "normais", já que estrelas estranhas deveriam ser mais compactas, dizem os pesquisadores. Por exemplo, uma estrela de nêutrons com uma massa igual a um quinto do Sol não deve ter mais de 30 km de diâmetro, enquanto uma estranha estrela da mesma massa não deve ter mais de 10 km de diâmetro.

Pesquisadores sugerem que eventos associados a estrelas estranhas podem explicar dois picos de gama curtos - explosões gigantescas com duração de menos de 2 segundos, vistos em espaços profundos em 2005 e 2007. O observatório de ondas gravitacionais interferométricas a laser (eng. Laser Interferometer Gravitational-Wave Observator, abreviado LIGO) não conseguiu detectar as ondas gravitacionais desses eventos, chamadas GRB 051103 e GRB 070201. A fusão de estrelas de nêutrons é uma explicação de pequenas explosões gama, mas o LIGO deveria detectar as ondas gravitacionais dessas fusões. No entanto, como dizem os pesquisadores, se estrelas estranhas estivessem envolvidas em ambos os eventos, o LIGO não poderia detectar essas ondas gravitacionais.

No entanto, pesquisas futuras serão capazes de detectar esses estranhos fenômenos estelares. Graças ao uso de um interferômetro laser observatório de onda gravitacional adicional (ALIGO), cujo primeiro lançamento foi programado para 2015, os pesquisadores esperam detectar cerca de 0, 13 fusões de estrelas de nêutrons com estranhas por ano (isto é, uma dessas fusões a cada oito anos). Graças ao telescópio de Einstein, que atualmente está sendo desenvolvido na União Européia, os cientistas esperam detectar cerca de 700 eventos desse tipo por ano.

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