Um objeto relativamente pequeno e denso disfarçado dentro de uma nuvem explodida ainda a alguns milhares de anos-luz de distância desafia nossa compreensão da física estelar.
Por todas as contas, parece um arquivo Estrêla de Neutróns, embora isso seja incomum. Com apenas 77% da massa do Sol, é a menor massa já medida para um objeto desse tipo.
anteriormentea estrela de nêutrons mais leve já medida tinha 1,17 vezes a massa do Sol.
Esta última descoberta não é apenas menor, está bem abaixo da massa mínima da estrela de nêutrons prevista pela teoria. Isso indica que há uma lacuna em nossa compreensão desses objetos superdensos … ou que o que estamos vendo não é uma estrela de nêutrons, mas um objeto estranho e nunca antes visto conhecido como “alienígena ” Estrela.
As estrelas de nêutrons estão entre os objetos mais densos de todo o universo. É o que resta depois que uma estrela massiva com massa entre 8 e 30 vezes a massa do Sol chega ao fim de sua vida. Quando o material da estrela se esgota para se fundir em seu núcleo, ela viaja para uma supernova, expelindo suas camadas externas de material para o espaço.
Não mais alimentado pela pressão externa da fusão, o núcleo colapsa sobre si mesmo para formar um objeto extremamente denso, os núcleos atômicos se chocam e os elétrons são forçados a se tornar íntimos dos prótons por tempo suficiente para se transformarem em nêutrons.
A maioria desses objetos compactos tem uma massa de cerca de 1,4 vezes a massa do Sol, embora a teoria diga que eles podem variar de tão massivos quanto o que está ao seu redor 2,3 massas solares, para apenas 1,1 massas solares. Tudo isso está empacotado dentro de uma bola empacotada em uma bola de 20 quilômetros (12 milhas) de largura ou mais, o que faz com que cada colher de chá de matéria de estrela de nêutrons pese em algum lugar no meio. 10 milhões de dólares E a vários bilhões toneladas.
Estrelas com massas maiores e menores que as estrelas de nêutrons também podem se transformar em corpos densos. Estrelas mais pesadas se transformam em buracos negros. As estrelas mais leves são anãs brancas – menos densas que as estrelas de nêutrons, com uma massa máxima de 1,4 massas solares, embora ainda sejam um pouco compactas. Isto é o O destino final do nosso sol.
A estrela de nêutrons neste estudo está localizada no centro de um remanescente de supernova chamado Hess J1731-347que anteriormente era calculado para sentar mais de 10.000 anos-luz. No entanto, uma dificuldade em estudar estrelas de nêutrons está na fraqueza das medidas de distância. Sem uma distância precisa, é difícil obter medições precisas das outras propriedades da estrela.
Recentemente, uma segunda estrela opticamente brilhante foi descoberta à espreita em HESS J1731-347. A partir disso, usando dados do Gaia Map Survey, uma equipe de astrônomos liderada por Viktor Doroshenko da Universidade Eberhard Karls em Tübingen, na Alemanha, conseguiu recalcular a distância do HESS J1731-347, e descobriu que estava muito mais próximo do que se pensava, em cerca de 8.150 anos-luz.
Isso significa que estimativas anteriores de outras propriedades da estrela de nêutrons precisam ser refinadas, incluindo sua massa. Combinado com observações de luz de raios-X emitida por uma estrela de nêutrons (inconsistente com a luz de raios-X emitida por uma anã branca), Doroshenko e seus colegas conseguiram melhorar seu raio para 10,4 km e sua massa para um muito baixo 0,77 solar. massas.
Isso significa que pode não ser realmente uma estrela de nêutrons como a conhecemos, mas um objeto hipotético que não foi reconhecido positivamente na natureza.
“Nossa estimativa de massa torna o corpo compacto central de HESS J1731-347 a estrela de nêutrons mais leve conhecida até hoje, e possivelmente um objeto ainda mais exótico – isto é, uma candidata a ‘estrela alienígena’,” Os pesquisadores escrevem em seu artigo.
De acordo com a teoria, uma estrela exótica é muito semelhante a uma estrela de nêutrons, mas contém uma proporção maior de partículas fundamentais chamadas quarks alienígenas. Quarks são partículas subatômicas fundamentais que se combinam para formar partículas complexas, como prótons e nêutrons. Quarks vêm em seis tipos diferentes, ou sabores, chamados para cima, para baixo, charme, estranho, para cima e para baixo. Prótons e nêutrons são formados por quarks up e down.
A teoria sugere que no ambiente altamente comprimido dentro de uma estrela de nêutrons, as partículas subatômicas se desintegram em seus quarks constituintes. Sob este modelo, as estrelas exóticas consistem em matéria composta de proporções iguais de quarks up, down e estranhos.
Estrelas exóticas devem se formar sob aglomerados grandes o suficiente para se espremer, mas como o livro de regras para estrelas de nêutrons sai pela janela quando quarks suficientes se envolvem, também não há linha de fundo. Significando que não podemos descartar a possibilidade de que esta estrela de nêutrons seja realmente uma estrela exótica.
Isso seria muito legal; Os físicos têm procurado por matéria quark e matéria quark estranha por décadas. No entanto, embora uma estrela estranha seja certamente possível, a maior possibilidade é que o que estamos vendo seja uma estrela de nêutrons – isso também é muito legal.
“As restrições obtidas em massa e raio ainda são totalmente compatíveis com a interpretação padrão da estrela de nêutrons e podem ser usadas para melhorar as restrições astrofísicas na equação do estado da matéria fria e densa sob essa suposição,” Pesquisadores escrevem.
“Tal estrela de nêutrons leve, independentemente de sua suposta composição interna, parece ser um objeto muito interessante do ponto de vista astrofísico.”
É difícil determinar como uma estrela de nêutrons tão leve teria se formado sob nossos modelos atuais. Então, seja lá do que for feito, o objeto denso no núcleo de HESS J1731-347 terá algo a nos ensinar sobre a misteriosa vida de estrelas massivas.
A pesquisa da equipe foi publicada em astronomia natural.