p Um teórico em astrofísica da Universidade do Texas em Arlington está liderando um projeto para estudar os fenômenos explosivos de rajadas de raios-X a fim de compreender melhor as estrelas de nêutrons. p Nevin Weinberg, professor associado de física, chefiará o estudo, intitulado "Modelos Hidrodinâmicos Espectrais e de Radiação de Explosões de Raios-X de Expansão do Raio Fotoférico". Financiado por uma bolsa de três anos da Divisão de Ciências Astronômicas da National Science Foundation, o projeto também envolverá alunos da UTA e físicos da University of Virginia.

p Uma estrela de nêutrons é formada quando uma estrela massiva explode em uma supernova e os remanescentes se condensam e colapsam sobre si mesmos devido à gravitação extremamente poderosa. Esse material é compactado de forma tão compacta que prótons e elétrons se combinam para formar nêutrons - daí o nome de estrelas de nêutrons.

p Se a estrela de nêutrons está em um sistema binário com outra estrela, ele pode extrair material rico em hidrogênio ou hélio da outra estrela, que então forma uma fina camada em sua superfície. Uma vez que a estrela de nêutrons atinge a massa crítica, esta camada se inflama em uma explosão termonuclear, aquecendo toda a superfície da estrela de nêutrons a dezenas de milhões de graus Kelvin e liberando uma explosão repentina de raios-X.

p Cerca de 20% dessas explosões de raios-X são explosões de expansão do raio fotossférico (PRE), em que a luminosidade da explosão é tão alta que as forças de radiação impulsionam um vento opticamente espesso que levanta a fotosfera (a camada externa da qual a luz é irradiada) da superfície da estrela de nêutrons.

p "Além de um buraco negro, uma estrela de nêutrons é a mais densa, objeto estelar conhecido compacto, "Disse Weinberg." Tem uma massa que é uma vez e meia a duas vezes a massa do nosso Sol, mas um raio de apenas 10 quilômetros, por isso é extremamente compacto. Se você tomou uma colher de chá deste material, pesaria mais de um bilhão de toneladas.

p O estudo utilizará ferramentas de simulação numérica de última geração para fornecer a simulação mais sofisticada de rajadas de raios-X PRE até hoje. Os pesquisadores vão comparar seus resultados diretamente com observações de telescópios.

p "As estrelas de nêutrons são objetos interessantes não apenas para a astrofísica, mas para a física fundamental, "Weinberg disse." Nessas densidades muito altas - densidades mais altas do que o núcleo de um átomo - não sabemos realmente como a matéria se comporta. "

p Explosões de raios-X foram detectadas por telescópios desde 1970, mas muito permanece desconhecido sobre eles.

p “É aqui que entra o nosso projeto. Vamos tentar melhorar os modelos de rajadas de raios-X, "Disse Weinberg." O objetivo é entendê-los melhor e ter um melhor acordo entre os modelos e as observações, o que nos permitirá fazer afirmações mais precisas sobre a estrela de nêutrons subjacente que está apoiando a explosão. "

p As equipes da UTA e da Universidade da Virgínia estudarão a física das explosões de raios-X do PRE usando uma combinação de sofisticados modelos de computador. As simulações antecipadas permitirão aos astrônomos entender melhor as estrelas de nêutrons, os processos de queima durante as explosões de raios-X, e a composição do vento ejetado durante uma explosão.

p O projeto fornecerá três anos de financiamento para um aluno de pós-graduação no grupo de pesquisa de Weinberg. Isso também permitirá que ele seja mentor de alunos de graduação da Academia de Pesquisa de Verão de Alianças Louis Stokes da UTA, que oferece oportunidades de pesquisa para alunos de grupos historicamente sub-representados na educação STEM.

p Alex Weiss, professor e catedrático do Departamento de Física da UTA, disse que o projeto de Weinberg poderia render novos insights interessantes sobre as propriedades das estrelas de nêutrons.

p “As simulações de computador de rajadas de raios-X que serão usadas neste estudo, junto com observações de telescópios de raios-X, poderia fornecer respostas para algumas das perguntas que temos sobre estrelas de nêutrons, "Weiss disse.