As estrelas de neutrons são corpos celestes de elevada massa, que se formam ao fim do ciclo de vida de estrelas massivas, com massa superior a do sol, mas não tão massivas a ponto de formar buracos negros.
As estrelas de neutrons são caracterizadas por densidades extremamente elevadas, da ordem 1011 kg/cm3 . Isso equivale a um valor de 100 milhões de toneladas por centímetro cúbico. Um centímetro cubíco de ósmio, o material mais denso da Terra, tem 22 g, o que é uma quantidade desprezível perto das 100 milhões de toneladas de um centímetro cúbico da estrela de neutrons!
A estrela de neutrons é tão densa que se comporta como se fosse um imenso núcleo atômico formado de muitos neutrons. Os neutrons, por sua vez, são formados de patículas menores, chamadas quarks.
Por causa dessa semelhança com os núcleos dos átomos, as estrelas de neutrons tem sido estudadas há décadas por físicos nucleares. Apesar dos avanços, há ainda muitas perguntas em aberto sobre o comportamento da matéria nessas condições extremas.
Três artigos publicados recentemente por alunos do PG-FIS, dois na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e um na Physical Review D, tem a física da matéria compacta dos nêutrons como foco.
O primeiro artigo, "Quark confinement in an equiparticle quark model: Application to stellar matter", de Isabella Marzola, publicado Physical Review D, explora novos modelos de confinamento de quarks e o aplica para prever a relação entre a massa e o raio das estrelas de neutrons. O artigo mostra que os resultados são consistentes com observações recentes.
O segundo artigo, "Recent astrophysical observations reproduced by a short-range correlated van der Waals-type model?, de Éverson Rodrigues, publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, utiliza modelos do tipo van der Waals para descrever o comportamento macroscópico das estrelas de neutrons e explicar dados observacionais.
O terceiro artigo, "Bayesian analysis of a relativistic hadronic model constrained by recent astrophysical observations", de Bruno Moura Soares, publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, usa estatística bayesiana aplicada a dados observacionais com o objetivo de estabelecer novas restrições aos possíveis modelos da equação de estado da matéria nas estrelas de neutrons.
Esses trabalhos foram desenvolvidos sob a orientação dos professores Odilon Lourenço, Mariana Dutra e Cézar Lenzi, todos credenciados no PG-FIS e atuantes na área de Física Nuclear.