Cientistas descobrem o material mais duro de todo o universo

Através de simulações realizadas em supercomputadores, pesquisadores canadenses e americanos encontraram um objeto considerado o mais denso do universo, que surge quando estrelas de nêutrons nascem após as supernovas implodirem. As estrelas – que antes tinham a dimensão do sol – ficam do tamanho de uma cidade.

As substâncias, encontradas no núcleo das estrelas de nêutrons, são chamadas de pastas nucleares. Elas são cem trilhões de vezes mais densas do que qualquer material encontrado na Terra. As pesquisas foram feitas por Matthew Caplan, da Universidade McGill, no Canadá, e seus colegas da Universidade de Indiana e do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos.

Segundo os estudioso, sob a crosta das estrelas de nêutrons a pressão alta do núcleo faz com que os átomos de agrupem em um só. Quando isso acontece, prótons e neutros se reorganizam formando o que os cientistas chamaram de pasta nuclear, uma estrutura única que assume formas distintas, cilíndricas, que se assemelham ao formato de um espaguete, ou uma placa plana e chata que se assemelha a uma lasanha. Daí o nome pasta nuclear (pasta, em italiano, quer dizer massa).

Ao todo, o estudo consumiu dois milhões de horas de processamento de simulações para descobrir a densidade da pasta nuclear. Isso equivale a 250 anos em um laptop com uma única unidade de processamento gráfico (GPU), usado no gerenciamento de desempenho de vídeos e gráficos.

Foram essas simulações que permitiram aos astrofísicos deformarem o material encontrado no interior das estrelas de nêutrons. Os astrônomos observam a crosta das estrelas e conhecer o interior delas é fundamental para que as observações sejam melhor interpretadas. Os resultados sugerem também que as estrelas de nêutrons poderiam gerar pequenas ondas gravitacionais, que podem ser melhor compreendidas após as descobertas.

Entenda as estrelas de nêutrons

Estrelas de nêutrons são objetos estelares com a massa aproximadamente 1.4 vez maior que a do Sol. O astrofísico Matthew Caplan explica que “elas nascem da explosão gerada pela morte de uma grande estrela”.

A morte acontece quando a estrela consome todo o hidrogênio de seu núcleo e começa a converter o hélio das camadas mais externas em elementos mais pesados. O equilíbrio que havia entre as camadas externas e o núcleo da estrela acaba, ela colapsa e explode, formando, assim uma supernova.

Flash

Ciência astromaterial é definido como o estudo de materiais em objetos astronômicos que são qualitativamente mais densos do que materiais encontrados na Terra e que podem se organizar de formas semelhantes a materiais convencionais, como o aço.

Minientrevista

Matthew Caplan

Astrofísico da Universidade de Mcgill

Como foi o processo de descoberta da pasta nuclear?

A pasta nuclear vem sendo objeto de estudo desde a década de 1980 e, até hoje, não foi completamente compreendida pelos estudiosos. Atualmente estamos usando simulações em larga escala em supercomputadores para entender essa matéria melhor. Esse trabalho está ajudando astrônomos a entender melhor o que acontece no interior das estrelas de nêutrons.

Como é a pasta nuclear?

A pasta nuclear é um material cem trilhões de vezes mais densa que qualquer material encontrado na Terra.

Onde a pasta nuclear é encontrada?

Dentro de estrelas de nêutrons. 

Como ela se forma?

Dentro de uma estrela de nêutron, a pressão é alta o suficiente para comprimir e unificar o núcleo de átomos. Quando isso acontece, prótons e nêutrons se reorganizam em estruturas que podem ser cilíndricas como espaguete, ou largas e achatadas, como lasanha.

Essa matéria pode ser útil para humanidade? Como?

Infelizmente não. A pasta nuclear só existe graças a enorme pressão produzida pela gravidade de uma estrela de nêutrons. Se você removê-la da estrela a compressão acaba e ela explode como uma bomba nuclear, então humanos não vão poder construir nada a partir dessa pasta.