Dentro de estrelas de nêutrons pode haver plasma de quarks e glúons, um estado da matéria que existiu logo após o Big Bang.

Estrelas de nêutrons e plasma de quarks-glúons: novas possibilidades para estudar o Universo primordial

Astrofísicos obtiveram, pela primeira vez, indícios indiretos da presença de plasma de quarks-glúons no interior de estrelas de nêutrons - um estado da matéria observado pela última vez logo após o Big Bang. A pesquisa combinou dados de observatórios de raios X com simulações de condições extremas, típicas das densidades elevadíssimas encontradas nesses astros.

O plasma de quarks-glúons é uma mistura de quarks e glúons livres, que normalmente permanecem presos dentro de prótons e nêutrons. Em laboratório, esse estado só foi alcançado em aceleradores, como o Grande Colisor de Hádrons, e dura frações de segundo. Já nas estrelas de nêutrons, a pressão e a temperatura são tão intensas que as partículas podem entrar nesse regime exótico de fase.

A análise dos espectros e das massas das estrelas de nêutrons mostrou que algumas delas apresentam características que não podem ser explicadas apenas pelo Modelo Padrão. As simulações apontam para a possibilidade de formação de um núcleo central de plasma de quarks-glúons, cercado por uma camada externa formada por nêutrons comuns. Essa hipótese é reforçada por observações das variações de raio e massa das estrelas, além de peculiaridades em sua emissão.

Os pesquisadores observam que a presença de plasma de quarks-glúons no interior das estrelas de nêutrons pode esclarecer anomalias no comportamento desses objetos, incluindo a natureza incomum dos surtos de raios X e parâmetros de rotação fora do padrão. Isso também fornece novos dados para testar teorias da interação forte e da evolução da matéria no Universo.

A comparação com modelos do Universo primordial mostrou que as condições internas das estrelas de nêutrons se aproximam das que existiam nos primeiros microssegundos após o Big Bang. Isso permite usar as estrelas de nêutrons como "laboratórios naturais" para investigar processos físicos fundamentais.

Um resultado importante do estudo foi a confirmação de que métodos modernos de observação e modelagem conseguem identificar sinais de estados exóticos da matéria em objetos astrofísicos. Com isso, ampliam-se as perspectivas de pesquisa sobre as forças fundamentais da natureza.