Qual o peso das estrelas de neutrões à nascença? Agora sabemos a resposta

Uma equipa internacional de astrofísicos da China e da Austrália, liderada pelo antigo investigador do Centro de Excelência para a Descoberta de Ondas Gravitacionais (OzGrav) do Conselho Australiano de Investigação (ARC), Xingjiang Zhu (atualmente professor na Universidade Normal de Pequim, China), determinou pela primeira vez a massa das estrelas de neutrões quando nascem.

“Compreender as massas de nascimento das estrelas de neutrões é fundamental para desvendar a sua história de formação”, diz Simon Stevenson, investigador do OzGrav na Universidade de Swinburne e coautor do estudo. “Este trabalho fornece uma base crucial para interpretar as deteções de ondas gravitacionais de fusões de estrelas de neutrões”, acrescenta

As estrelas de neutrões são os restos densos de estrelas maciças, mais de 8 vezes mais maciças que o nosso Sol, nascidas no fim das suas vidas numa brilhante explosão de supernova.

Estes objetos incrivelmente densos têm massas entre uma e duas vezes a massa do nosso Sol, comprimidas numa bola do tamanho de uma cidade, com um raio de apenas 10 km.

Normalmente, só podemos pesar uma estrela de neutrões (medir a sua massa) quando esta se encontra num sistema estelar binário com outro objeto, como uma anã branca ou outra estrela de neutrões. No entanto, nestes sistemas, a estrela de neutrões primogénita ganha normalmente massa extra da sua companheira, através de um processo chamado acreção, o que torna difícil determinar a sua massa original.

A investigação, publicada na revista Nature Astronomy, analisa uma amostra de 90 estrelas de neutrões em sistemas estelares binários com medições de massa precisas para medir a distribuição das massas das estrelas de neutrões à nascença, contabilizando a massa ganha desde o nascimento de cada estrela de neutrões de uma forma probabilística.

A equipa descobriu que as estrelas de neutrões nascem normalmente com uma massa de cerca de 1,3 vezes a massa do Sol, sendo mais raro o nascimento de estrelas de neutrões mais pesadas.

“A nossa abordagem permite-nos finalmente compreender as massas das estrelas de neutrões à nascença, o que tem sido uma questão de longa data em astrofísica”, diz o Professor.

Esta descoberta é importante para interpretar as novas observações das massas das estrelas de neutrões a partir de observações de ondas gravitacionais.

A equipa utilizou o Bilby, um pacote de software que os investigadores do OzGrav desenvolveram para modelar a distribuição da massa das estrelas de neutrões. Os co-autores australianos do estudo são membros do Centro de Excelência para a Descoberta de Ondas Gravitacionais (OzGrav) do Conselho Australiano de Investigação (ARC).