Estrelas compactas em binárias: investigando a composição da matéria superdensa

Resumo

Estrelas de nêutrons são objetos extremos no Universo. Seu nascimento é marcado pela morte de uma estrela com massa entre 8 e 25 massas solares em um evento explosivo cataclísmico, liberando 10^53 erg de energia, podendo suprimir o brilho de uma galáxia inteira. Após a contração do núcleo de ferro da progenitora, o remanescente é uma estrela de nêutrons com 1,4 massas solares e 10 km de raio, o que significa uma densidade média 10^14 g/cm^3.Objetos extremos nos permitem estudar física extrema, e física extrema significa envolver diversos ramos da ciência e conectá-los de maneira inovadora e diferencial, levando a avanços no entendimento do Fenômeno. Mais especificamente, as estrelas de nêutrons são laboratórios naturais para testarmos duas das teorias mais fundamentais para a construção da realidade: a teoria da Relatividade Geral da gravitação em regime de campo forte e a física da matéria a altíssimas densidades e temperaturas. Ambos os testes são impossíveis de serem realizados em laboratório na Terra com a tecnologia atual.Mas não é somente do ponto de vista teórico que o estudo das estrelas de nêutrons leva a avanços na compreensão da Natureza. Também nos leva a avanços tecnológicos, principalmente na área da astrofísica observacional. Precisamos sempre melhorar nossos detectores e telescópios para entendermos com mais clareza as assinaturas astrofísicas desses objetos compactos em todas as suas variedades o que nos levaria também a uma maior compreensão da Natureza.O grupo do professor Jorge Horvath, meu orientador no doutorado, já vem trabalhando nesse tópico há muito, porém sempre mais voltado à teoria. Agora, minha colaboração ao grupo vem conectar a teoria às observações. Desde meu doutorado venho buscando o elo observacional, tendo passado um ano estagiando com o professor Mariano Mendez no Kapteyn Astronomical Institute em Groningen, Holanda, trabalhando com sistemas que contêm uma estrela de nêutrons em raios-x. Lá, adquiri a experiência observacional necessária para conduzir este projeto, colaborando de maneira que vem complementar os objetivos do grupo.Com a rápida evolução tecnológica da última década, uma vasta quantidades de dados foi obtida, porém muito ainda precisa ser analisado. Temos agora, em mãos, já disponíveis para tratamento, dados de cinco sistemas muito especiais que nos levarão a um avanço real na restrição de massas e raios das estrelas de nêutrons, permitindo-nos selecionar um conjunto menor de possíveis equações de estado para a descrição da matéria superdensa no interior das estrelas de nêutrons, conforme mais bem descrito ao longo deste manuscrito.