Cientistas da UC criam matéria idêntica à formada nas supernovas

Uma equipa de cientistas do Centro de Física da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) e da Universidade de Caen, na Normandia, em França, determinou as propriedades da matéria criada em laboratório com características semelhantes às da matéria que se forma em supernovas ou na fusão de estrelas de neutrões.

Nesta experiência, que decorreu no laboratório GANIL (Grand Accélérateur National d’Ions Lourds), os investigadores conseguiram criar matéria análoga à que se forma neste tipo de eventos muito explosivos, a partir da colisão de um núcleo de xénon.

Os resultados do estudo, já publicado na ‘Physical Review Letters’, revista da Sociedade Americana de Física, permitem “saber como é formado o meio em eventos como supernovas ou a fusão de estrelas de neutrões e determinar de que modo é transferida a energia entre os diferentes constituintes, nomeadamente a energia depositada na estrela pelos neutrinos antes destes escaparem para o Universo. Na fusão de estrelas de neutrões, este conhecimento pode indicar qual a quantidade de material que é expelido e observado na forma de uma kilonova”, declaram Constança Providência e Helena Pais, do Centro de Física da FCTUC.

Helena Pais foi a responsável pela análise dos dados experimentais que determinou as interacções que ocorrem na matéria resultante deste tipo de eventos, e em que condições ainda existem pequenos agregados antes da matéria se tornar homogénea, devido ao aumento da densidade, já que “a baixas densidades, a matéria não é homogénea, e as suas propriedades determinam a evolução de uma supernova ou da fusão de duas estrelas”, esclareceu a investigadora.

Para uma correcta interpretação dos resultados foi, ainda, essencial o modelo teórico previamente desenvolvido por Constança Providência e Helena Pais.

As estrelas de neutrões são um dos objectos mais compactos do Universo, juntamente com os buracos negros. Apesar de terem uma massa comparável à do Sol, entre uma a duas massas solares aproximadamente, o seu raio não vai para além de 15 quilómetros, muito inferior ao raio do Sol, com cerca de 700 000 quilómetros. Estes astros podem ser imaginados como um núcleo atómico gigante.

Estas estrelas formam-se em eventos muito explosivos, as supernovas. “Este tipo de eventos liberta em poucos dias mais energia que o Sol em toda a sua vida. Actualmente pensa-se, também, que a formação dos elementos mais pesados que conhecemos, entre os quais os metais nobres, como o ouro e a platina, poderá acontecer quando duas estrelas de neutrões colidem”, explicaram as investigadoras, concluindo que “para descrever qualquer destes eventos é necessário conhecer como se comporta a matéria estelar, desde densidades muito baixas até densidades cerca de várias vezes a densidade de matéria no centro de um núcleo atómico”.

Constituídas, essencialmente, por neutrões, estas estrelas contêm, também, outro tipo de partículas no seu interior. “Além de protões e electrões que, em conjunto com os neutrões, constituem os átomos, que nada mais são que os blocos de construção da matéria terrestre, acredita-se também que vários outros tipos de partículas, e possivelmente novos estados de matéria, alguns que podem ser criados e estudados em aceleradores de partículas, podem existir no interior destes objectos compactos”, explicaram Helena Pais e Constança Providência.

O estudo teve financiamento da Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) e da acção COST PHAROS. A investigadora Helena Pais foi ainda financiada pelo LPC – Universidade de Caen, onde se deslocou em missão para fazer a análise dos dados.