Missão NICER da NASA revela uma surpresa inesperada de estrelas de nêutrons
A estrela de nêutrons J0030+0451, localizada a 1.100 anos-luz de distância na constelação de Peixes, é a primeira estrela de nêutrons a ter um mapa de sua superfície criado. Suas propriedades foram uma grande surpresa e invalidam os modelos típicos que usamos para tentar entender as estrelas de nêutrons. (CENTRO DE VÔO ESPACIAL GODDARD DA NASA)
O experimento NICER, projetado para medir estrelas de nêutrons como nunca antes, acaba de lançar seu primeiro mapa de pulsar, e é incrível.
Depois de supernovas típicas, núcleos de matéria colapsados remanescentes são deixados para trás.
Esta imagem do núcleo da Nebulosa do Caranguejo, uma estrela jovem e massiva que morreu recentemente em uma espetacular explosão de supernova, exibe essas ondulações características devido à presença de uma estrela de nêutrons pulsante e em rápida rotação: um pulsar. Com apenas 1.000 anos de idade, este jovem pulsar, que gira 30 vezes por segundo, parece ser típico de pulsares comuns. (NASA/ESA)
Esses objetos – estrelas de nêutrons – são aproximadamente 90% de nêutrons, cercados por conchas contendo partículas carregadas.
Espera-se que o núcleo de uma estrela de nêutrons seja feito de nêutrons e plasmas neutros de quarks-glúons, com as camadas mais externas contendo partículas livres e carregadas. Acreditava-se que a estrela giratória levava a um campo magnético dipolar, mas o verdadeiro campo pode ser ainda mais complicado. (NASA/GSFC/NICER)
Como eles giram rapidamente, eles gerar campos magnéticos fortes , acelerando partículas e emitindo pulsos eletromagnéticos.
O pulsar Vela, como todos os pulsares, é um exemplo de cadáver de uma estrela de nêutrons. O gás e a matéria ao seu redor são bastante comuns e são capazes de fornecer combustível para o comportamento pulsante dessas estrelas de nêutrons. (NASA/CXC/PSU/G.PAVLOV ET AL.)
Quando um pulso cruza nossa linha de visão, nós o detectamos: é por isso que algumas estrelas de nêutrons são pulsares.
Em 2019, os cientistas estavam medindo os pulsos vindos de uma estrela de nêutrons e conseguiram medir como uma anã branca em sua órbita atrasou os pulsos. A partir das observações, os cientistas determinaram que ela tinha uma massa de cerca de 2,2 massas solares: a estrela de nêutrons mais pesada vista até agora. (B. SAXTON, NRAO/AUI/NSF)
Eles são mais densos que os núcleos atômicos, mas não podem ser muito massivos, caso contrário, colapsam em buracos negros.
Observar fontes binárias, como buracos negros e estrelas de nêutrons, revelou duas populações de objetos: os de baixa massa abaixo de cerca de 2,5 massas solares e os de alta massa de 5 massas solares e acima. Embora o LIGO e o Virgo tenham detectado buracos negros mais massivos do que isso e uma instância de fusões de estrelas de nêutrons cujo produto pós-fusão cai na região da lacuna, ainda não temos certeza do que persiste lá. (FRANK ELAVSKY, UNIVERSIDADE DO NOROESTE E COLABORAÇÕES LIGO-VIRGO)
Mesmo com nossos telescópios mais poderosos em todos os comprimentos de onda da luz, as estrelas de nêutrons aparecem apenas como pontos.
Imagem do VLT da área ao redor da estrela de nêutrons muito fraca RX J1856.5–3754. O círculo azul, adicionado pelo autor, mostra a localização da estrela de nêutrons. (ESO / E. SIEGEL)
da NASA Missão MAIS AGRADÁVEL , instalado a bordo da ISS em 2017, procurou mudar tudo isso .
O Explorar de composição interior da estrela de nêutrons da NASA, conhecido pela sigla NICER, está instalado a bordo da Estação Espacial Internacional e fornece à humanidade medições sem precedentes de raios-X de estrelas de nêutrons. (NASA)
O observatório de raios-X de baixa energia mede sinais de tempo até 300 nanossegundos e com sensibilidades sem precedentes.
Em termos de fluxo, tempo e resolução de energia, a missão NICER da NASA supera todos os outros observatórios pré-existentes em sua observação de pulsares em particular e estrelas de nêutrons em geral. (NASA/GSFC/NICER)
O NICER permite medições de tamanhos, massas, tempos de resfriamento, estabilidades e estruturas internas das estrelas de nêutrons.
Os dois modelos de melhor ajuste do mapa da estrela de nêutrons J0030+0451, construído pelas duas equipes independentes que usaram os dados do NICER, mostram que dois ou três 'pontos quentes' podem ser ajustados aos dados, mas que o legado a ideia de um campo bipolar simples não pode acomodar o que o NICER viu. (ZAVEN ARZOUMANIAN & KEITH C. GENDREAU (NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER))
Para um pulsar em particular, J0030+0451 , eles determinaram sua massa (1,35 sóis) e diâmetro (25,7 km) explicitamente.
O pulsar J0030+0451, baseado em dados do NICER, mostra ter “pontos quentes” apenas em seu hemisfério sul, o que significa que um modelo magnético envolvendo apenas um dipolo magnético típico não pode explicar o que observamos. Aqui, um grande quadrupolo, a partir de simulações, mostra-se um ajuste muito superior aos dados. (CENTRO DE VÔO ESPACIAL GODDARD DA NASA)
Eles detectaram pontos quentes na superfície e construiu o primeiro mapa estelar de nêutrons .
Uma estrela de nêutrons é uma das coleções de matéria mais densas do Universo, cujo forte campo magnético gera pulsos ao acelerar a matéria. A estrela de nêutrons que gira mais rápido que já descobrimos é um pulsar que gira 766 vezes por segundo. No entanto, agora que temos um mapa de um pulsar do NICER, sabemos que este modelo de dois pólos não pode estar correto; o campo magnético do pulsar é mais complexo. (ESO/LUÍS CALÇADA)
Eles concluíram que os campos magnéticos pulsares são mais complexos do que os modelos típicos e ingênuos de dois pólos.
Nos núcleos das estrelas de nêutrons mais massivas, os núcleos individuais podem se decompor em um plasma de quarks-glúons. Os teóricos atualmente discutem se esse plasma existiria e, em caso afirmativo, se seria composto apenas de quarks up-and-down, ou se quarks estranhos também fariam parte dessa mistura. (CXC/M. WEISS)
É um passo mais perto do objetivo final: descobrir quais estados de matéria existem em núcleos de pulsares.
Principalmente Mute Monday conta uma história astronômica em imagens, recursos visuais e não mais de 200 palavras. Fale menos; sorria mais.
Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium com um atraso de 7 dias. Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .
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