Pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia realizaram simulações de colisões entre estrelas de nêutrons, revelando que esses eventos extremos podem brevemente “capturar” neutrinos, partículas conhecidas como “fantasmas cósmicos”. Esta descoberta pode ajudar os cientistas a compreender melhor as fusões de estrelas de nêutrons, eventos que criam ambientes turbulentos o suficiente para forjar elementos mais pesados que o ferro.
Os neutrinos são considerados os “fantasmas” do mundo das partículas devido à sua falta de carga e massa extremamente pequena, o que faz com que raramente interajam com a matéria. Para contextualizar, mais de 100 trilhões de neutrinos atravessam seu corpo a cada segundo, sem que você sinta nada.
As simulações mostraram que o ponto onde as estrelas de nêutrons se encontram durante a colisão torna-se incrivelmente quente e denso, capaz de prender temporariamente esses “fantasmas cósmicos”. Durante esta fase quente, que dura cerca de dois a três milissegundos, os neutrinos podem interagir com a matéria da fusão das estrelas de nêutrons.
O líder da equipe, David Radice, explicou que as estrelas de nêutrons, apesar de extremamente quentes, são efetivamente frias devido à sua densidade incrível. Durante a colisão, a interface das estrelas pode atingir temperaturas na casa dos trilhões de graus Kelvin, resfriando-se através da emissão de neutrinos.
As estrelas de nêutrons são formadas quando estrelas massivas esgotam seu combustível nuclear, resultando em uma série de colapsos que culminam em uma explosão de supernova. O resultado é uma estrela morta extremamente densa, com uma massa entre uma e duas vezes a da estrela original, comprimida em um diâmetro de cerca de 20 quilômetros.
As fusões de estrelas de nêutrons são eventos cruciais para a formação de elementos mais pesados que o ferro, como ouro, prata e urânio. Durante a fusão, ocorre o processo de captura rápida de nêutrons (processo r), que cria esses elementos pesados.
As simulações da equipe da Penn State revelaram que, por um breve momento, o calor e a densidade gerados pela colisão de estrelas de nêutrons são suficientes para capturar até mesmo os neutrinos. Este período fora do equilíbrio, embora breve, é onde ocorre a física mais interessante do evento.
Os pesquisadores acreditam que as interações físicas precisas que ocorrem durante as fusões de estrelas de nêutrons podem influenciar os sinais luminosos desses eventos poderosos que poderiam ser observados na Terra. Essas simulações desempenham um papel crucial, fornecendo insights sobre esses eventos extremos e informando futuros experimentos e observações.
Como não é possível reproduzir esses eventos em laboratório, as simulações baseadas na teoria da relatividade geral de Einstein oferecem a melhor janela para entender o que acontece durante a fusão de estrelas de nêutrons binárias.
