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    Novo modelo de onda gravitacional pode trazer estrelas de nêutrons para um foco ainda mais nítido

    Os resultados de uma simulação de relatividade numérica de duas estrelas de nêutrons em fusão semelhantes a GW170817. Crédito:Universidade de Birmingham

    Pesquisadores de ondas gravitacionais da Universidade de Birmingham desenvolveram um novo modelo que promete fornecer novas percepções sobre a estrutura e composição das estrelas de nêutrons.

    O modelo mostra que as vibrações, ou oscilações, dentro das estrelas pode ser medido diretamente a partir do sinal da onda gravitacional sozinho. Isso ocorre porque as estrelas de nêutrons se deformarão sob a influência das forças de maré, fazendo-os oscilar em frequências características, e eles codificam informações únicas sobre a estrela no sinal da onda gravitacional.

    Isso torna a asteroseismologia - o estudo das oscilações estelares - com ondas gravitacionais de estrelas de nêutrons em colisão uma nova ferramenta promissora para sondar a natureza elusiva da matéria nuclear extremamente densa.

    Estrelas de nêutrons são os restos ultradensos de estrelas massivas em colapso. Eles foram observados aos milhares no espectro eletromagnético e ainda pouco se sabe sobre sua natureza. Informações exclusivas podem ser obtidas medindo as ondas gravitacionais emitidas quando duas estrelas de nêutrons se encontram e formam um sistema binário. Previsto pela primeira vez por Albert Einstein, essas ondulações no espaço-tempo foram detectadas pela primeira vez pelo Advanced Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) em 2015.

    Ao utilizar o sinal da onda gravitacional para medir as oscilações das estrelas de nêutrons, os pesquisadores poderão descobrir novos insights sobre o interior dessas estrelas. O estudo é publicado em Nature Communications .

    Dr. Geraint Pratten, do Gravitational Wave Institute da University of Birmingham, é o autor principal do estudo. Ele explicou:"À medida que as duas estrelas giram em torno uma da outra, suas formas são distorcidas pela força gravitacional exercida por seu companheiro. Isso se torna cada vez mais pronunciado e deixa uma marca única no sinal da onda gravitacional.

    "As forças de maré agindo nas estrelas de nêutrons excitam as oscilações dentro da estrela, dando-nos uma visão sobre sua estrutura interna. Medindo essas oscilações a partir do sinal da onda gravitacional, podemos extrair informações sobre a natureza fundamental e a composição desses objetos misteriosos que, de outra forma, estariam inacessíveis. "

    O modelo desenvolvido pela equipe permite que a frequência dessas oscilações seja determinada diretamente a partir de medições de ondas gravitacionais pela primeira vez. Os pesquisadores usaram seu modelo no primeiro sinal de onda gravitacional observado de uma fusão de estrela de nêutrons binária - GW170817.

    Co-autor principal, Dra. Patricia Schmidt, acrescentou:"Quase três anos depois que as primeiras ondas gravitacionais de uma estrela de nêutrons binários foram observadas, ainda estamos encontrando novas maneiras de extrair mais informações sobre eles a partir dos sinais. Quanto mais informações podemos reunir desenvolvendo modelos teóricos cada vez mais sofisticados, mais perto chegaremos de revelar a verdadeira natureza das estrelas de nêutrons. "

    Observatórios de ondas gravitacionais de próxima geração planejados para a década de 2030, será capaz de detectar muito mais estrelas de nêutrons binárias e observá-las com muito mais detalhes do que é possível atualmente. O modelo produzido pela equipe de Birmingham dará uma contribuição significativa para essa ciência.

    "As informações desse evento inicial eram limitadas, pois havia muitos ruídos de fundo que dificultavam o isolamento do sinal, "diz o Dr. Pratten." Com instrumentos mais sofisticados, podemos medir as frequências dessas oscilações com muito mais precisão e isso deve começar a render alguns insights realmente interessantes. "


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