Estado exótico de matéria em estrelas de nêutrons: descoberta sugere núcleos de quarks

Pesquisadores anunciaram recentemente, em artigo publicado na revista Nature Communications, indícios da existência de um novo estado da matéria, que teria sido identificado no interior de estrelas de nêutrons. De acordo com o estudo, esta forma de matéria, denominada matéria quark, caracteriza-se pela libertação de quarks, que são partículas elementares normalmente confinadas em prótons e nêutrons.

O contexto em que a matéria quark poderia existir é extremamente exótico e só é encontrado em condições de densidade e pressão extraordinariamente altas, como as presentes no núcleo de estrelas de nêutrons. Nesses ambientes, os prótons e nêutrons podem se decompor, dando lugar a uma espécie de plasma composto por quarks livres.

Na ausência de métodos experimentais viáveis para estudar diretamente o interior dessas estrelas, a equipe de pesquisa recorreu a métodos estatísticos avançados. Utilizando estatísticas bayesianas, os cientistas analisaram dados observacionais disponíveis, relativos ao tamanho e à massa de várias estrelas de nêutrons.

A análise sugere que estrelas de nêutrons com uma massa superior a duas vezes a do Sol possuem entre 80 e 90% de probabilidade de apresentar matéria em estado quark em seus núcleos. A convergência desses dados aponta para a possibilidade de que um estado de matéria mais denso do que o já conhecido, composto por nêutrons compactos, possa existir.

Embora os resultados sejam promissores, os pesquisadores ressaltam que são necessários mais dados para uma comprovação definitiva. Atualmente, as massas e os diâmetros de muitas estrelas de nêutrons ainda não foram determinados com precisão. Com o avanço das técnicas de observação e a coleta de mais informações, espera-se desenvolver um entendimento mais detalhado sobre as propriedades da transição de fase de matéria quark para a matéria de nêutrons densos.

Este avanço pode ter implicações significativas no campo da astrofísica e da física de partículas, oferecendo novos insights sobre as leis fundamentais que regem a matéria em condições extremas e os objetos mais estranhos do universo.