Traduzido por Julio Batista
Original de Mike McRae para o ScienceAlert
Com uma massa de cerca de três quartos do nosso Sol amontoado em uma bola que poderia ficar confortavelmente dentro do Centro-Sul da cidade de São Paulo, o objeto compacto XMMU J173203.3-344518 é certamente notável. Estranho, até. Talvez bizarro.
Mas é mesmo estranho? Um novo estudo realizado por astrofísicos da Universidade de São Paulo e da Universidade Federal do ABC confirma que essa massa incrivelmente densa de matéria estelar pode ser realmente “estranha”, mas talvez não da maneira que você imagina.
No ano passado, pesquisadores do Instituto de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Tubinga, na Alemanha, reavaliaram a distância entre nós e o minúsculo cadáver de uma estrela girando dentro do remanescente de supernova HESS J1731-347.
A apenas 8.150 anos-luz de distância, a proximidade revisada ficou aquém da estimativa anterior de cerca de 10.000 anos-luz. A nova distância exigiu um novo cálculo das características do objeto compacto, particularmente seu tamanho e massa.
É aí que as coisas ficaram um pouco emocionantes.
Quando as estrelas de uma certa massa ficam sem o tipo de combustível do qual sua gravidade pode convenientemente apagar sua luz, elas colapsam em uma explosão cósmica de calor e eletromagnetismo que sopra para longe uma proporção de suas camadas externas.
Tudo o que resta é um objeto tão denso que seus átomos são espremidos lado a lado. No fundo de seu núcleo, os elétrons são amontoados em seus núcleos, forçando os prótons a perderem sua carga e se transformarem em nêutrons. Parabéns, é uma estrela de nêutrons recém-nascida!
Se houver massa suficiente, toda essa gravidade adicional supera as forças nucleares críticas para triturar a matéria em algo inimaginável, criando um buraco negro. Se houver muito pouca massa, os átomos permanecem vizinhos amigáveis dentro do que é conhecido como uma anã branca.
Acredita-se que esse limite inferior de massa para uma estrela de nêutrons seja pouco mais de uma massa solar. O mais leve detectado até agora tem apenas 1,17 vezes a massa do Sol.
Com 77% da massa solar, XMMU J173203.3-344518 não é apenas um recordista; é totalmente bizarro. Estrelas de nêutrons não devem ser tão pequenas.
O que implica que pode não ser uma estrela de nêutrons. Especulando que era, em vez disso, um objeto chamado estrela estranha – consistindo principalmente de partículas conhecidas como quarks strange – os pesquisadores deixaram suas conclusões para outros pesquisadores comentarem.
Continuando de onde o último estudo parou, esta nova investigação voltou ao objeto compacto incomumente pequeno dentro de HESS J1731-347 e verificou novamente sua massa, raio e temperatura da superfície.
Comparando seus resultados com equações de matéria de quarks strange e modelos especulativos para sua criação em supernovas, a equipe concordou que esse pequeno objeto estranho ainda tem todas as características de uma hipotética estrela estranha.
Quarks são partículas fundamentais que se agrupam em trios para criar bárions. Dois dos exemplos mais conhecidos desses grupos são os prótons e nêutrons das partículas nucleares.
Concentrando energia suficiente em qualquer ponto, esses feixes de matéria de quark podem superar as forças que os prendem para se organizar em algo menos estruturado. Se essa sopa quente estiver sob pressão suficiente, seus quarks podem se apresentar como uma nova forma de matéria chamada, sem surpresa, de matéria de quark.
Os quarks vêm em uma variedade de formas ou sabores. Os sabores ‘up’ e ‘down’ se misturam e combinam para formar prótons e nêutrons. Com pressão suficiente, os quarks down podem se transformar em quarks up, que por sua vez podem mudar para outro sabor – um quark strange.
Ainda não está claro como um objeto supercompacto feito principalmente de quarks strange emerge de uma supernova, embora alguns modelos sugiram que a matéria de quark evoluiu normalmente desde o início do colapso.
Sob condições bastante únicas, algo faz com que essa matéria domine, liberando ainda mais energia no colapso para sacudir mais massa do que o normal, deixando o excesso de quarks para trás.
Voltando ao estudo mais recente, suas estimativas revisadas da idade e temperatura da superfície de XMMU J173203.3-344518, juntamente com o raio e a pequena massa do objeto, são consistentes com as condições de resfriamento que sugerem sua estranha composição.
Isso não significa que algo mais ‘normal’ pode ser descartado. Isso dá à comunidade astronômica ainda mais motivos para direcionar seus telescópios para XMMU J173203.3-344518 por ser um objeto marcante.
Como argumentam os autores, “é prematuro reivindicar qualquer conclusão mais forte, embora este seja um candidato importante e outras detecções possam ser adicionadas”.
Esta pesquisa foi aceita para o Astronomy and Astrophysics Letters e está atualmente disponível no arXiv.
