Qual é o tamanho de uma estrela de nêutrons? Estimativas anteriores variaram de 8 a 16 km. Astrofísica da Universidade de Frankfurt. Goethe definiu indicadores com uma precisão de 1,5 km. Para isso, eles usaram uma abordagem estatística complexa baseada em dados de medição de ondas gravitacionais.
As estrelas de nêutrons são os objetos mais densos do Universo, cuja massa excede a solar, mas seu tamanho é compactado em uma esfera cujo diâmetro converge com os parâmetros da cidade de Frankfurt. Mas esta é apenas uma estimativa aproximada. Por mais de 40 anos, a determinação do tamanho das estrelas de nêutrons permaneceu imprecisa.
Uma importante contribuição para a solução do quebra-cabeça foi feita pela detecção de ondas gravitacionais a partir da fusão de estrelas de nêutrons (GW170817). Estes dados foram usados para determinar a massa máxima de estrelas de nêutrons antes de colapsar em buracos negros. Então, descobriu-se estabelecer restrições mais rigorosas em relação ao tamanho das estrelas de nêutrons.
A faixa de tamanho de uma estrela de nêutrons típica comparada à cidade de Frankfurt
A equação de estado que descreve a matéria dentro de estrelas de nêutrons é desconhecida. Portanto, os físicos decidiram escolher métodos estatísticos para determinar os parâmetros de estrelas de nêutrons dentro de limites estreitos. Para estabelecer os valores, tivemos que calcular mais de 2 bilhões de modelos teóricos de estrelas de nêutrons, resolvendo a equação de Einstein, que descreve o equilíbrio das estrelas relativísticas. Em seguida, este conjunto de dados foi combinado com as restrições da onda gravitacional em GW170817. Como resultado, o raio de uma estrela de neutrões típica atinge 12-13,5 km. Também é importante considerar uma nuance. É possível que em densidades superluminal, a matéria modifica abruptamente as suas propriedades e sofre uma "transição de fase". Assemelha-se ao efeito da água, que congela e se solidifica. Neste caso, a matéria na segunda estrela de nêutrons se torna um quark, então a estrela terá a mesma massa, mas será mais compacta.
Mas essas estrelas gêmeas ainda permanecem estatisticamente raras e não podem ser gravemente deformadas durante uma fusão. Esta saída permite excluir objetos potencialmente compactos. Observações gravitacionais futuras mostrarão se as estrelas de nêutrons têm gêmeos exóticos.
