p A matéria de quark - uma fase extremamente densa da matéria composta de partículas subatômicas chamadas quarks - pode existir no coração de estrelas de nêutrons. Ele também pode ser criado por breves momentos em aceleradores de partículas na Terra, como o Large Hadron Collider do CERN. Mas o comportamento coletivo da matéria quark não é fácil de definir. Em um colóquio esta semana no CERN, Aleksi Kurkela do departamento de Teoria do CERN e da Universidade de Stavanger, Noruega, explicou como os dados da estrela de nêutrons permitiram que ele e seus colegas estabelecessem limites rígidos sobre o comportamento coletivo dessa forma extrema de matéria. p Kurkela e seus colegas usaram uma propriedade de estrela de nêutrons deduzida da primeira observação pelas colaborações científicas do LIGO e de Virgem de ondas gravitacionais - ondulações na estrutura do espaço-tempo - emitidas pela fusão de duas estrelas de nêutrons. Esta propriedade descreve a rigidez de uma estrela em resposta a tensões causadas pela atração gravitacional de uma estrela companheira, e é conhecido tecnicamente como deformabilidade de maré.

p Para descrever o comportamento coletivo da matéria quark, os físicos geralmente empregam equações de estado, que relacionam a pressão de um estado da matéria a outras propriedades do estado. Mas eles ainda precisam apresentar uma equação de estado única para a matéria quark; eles derivaram apenas famílias de tais equações. Ao conectar os valores de deformabilidade de maré das estrelas de nêutrons observadas por LIGO e Virgo em uma derivação de uma família de equações de estado para matéria de quark estrela de nêutrons, Kurkela e seus colegas conseguiram reduzir drasticamente o tamanho dessa família de equações. Essa família reduzida fornece limites mais rígidos sobre as propriedades coletivas da matéria quark, e mais geralmente na matéria nuclear em altas densidades, do que estavam disponíveis anteriormente.

p Armado com esses resultados, os pesquisadores então inverteram o problema e usaram os limites da matéria do quark para deduzir as propriedades da estrela de nêutrons. Usando essa abordagem, a equipe obteve a relação entre o raio e a massa de uma estrela de nêutrons, e descobriram que o raio máximo de uma estrela de nêutrons que é 1,4 vezes mais massiva que o Sol deveria estar entre cerca de 10 e 14 km.