A primeira etapa em endereçar estes mistérios é mede a exatamente e precisamente os diâmetros e as massas de estrelas de nêutron. Um estudo do U-M é um de dois que têm feito recentemente apenas aquele.

Como as estrelas de nêutron elas mesmas, a região em torno destas estrelas é igualmente extremo. Os movimentos do gás neste ambiente são descritos pela teoria de Einstein de relatividade geral. Os cientistas estão explorando agora a relatividade geral para estudar estrelas de nêutron.

O research fellow Edward Cackett do U-M e o professor adjunto Jon Miller são autores importantes de um papel na pesquisa que foi submetida às letras astrofísicas do jornal. O trabalho independente relatou por Sudip Bhattacharyya e Tod Strohmayer de Goddard Space Flight Center da NASA ampara os resultados relatados por Cackett e por Miller, e junto os resultados sinalizam que um método novo acessível para sondar estrelas de nêutron estêve encontrado.

A NASA descreve os resultados como “uma etapa grande para a frente.”

Cackett e Miller usaram o satélite do obervatório do raio X de Japanese/NASA Suzaku para examinar três binários da nêutron-estrela: Serpens X-1, GX 349+2, e 4U 1820-30. A equipe estudou as linhas espetrais dos átomos quentes do ferro que estão girando ao redor em um disco apenas além das estrelas de nêutron de superfície em 40 por cento de velocidade clara.

Os obervatórios precedentes do raio X detetaram linhas do ferro em torno das estrelas de nêutron, mas faltaram a sensibilidade para medir em detalhe as formas das linhas.

Cackett e Miller, junto com os astrónomos de Goddard, podiam determinar que a linha do ferro está alargada assimètrica pela velocidade extrema do gás. A linha é manchada e distorcida por causa do efeito de Doppler e dos efeitos de irradiação previstos pela teoria de Einstein de relatividade especial. O entortamento do space-time pela gravidade poderosa de estrela de nêutron, um efeito da teoria de Einstein de relatividade geral, desloc a linha do ferro de estrela de nêutron a uns comprimentos de onda mais longos.

A linha Cackett e Miller do ferro observados em Serpens X-1 era quase idêntica ao uns Bhattacharyya e Strohmayer observados com um satélite diferente: o MMX-Newton da Agência Espacial Europeia. Nos outros sistemas da estrela, Cackett e Miller observaram linhas similar-enviesadas do ferro.

“Nós estamos vendo o gás que chicoteamos em torno apenas fora da superfície de estrela de nêutron,” Cackett disse. “E desde que a parte interna do disco obviamente não pode orbitar mais perto do que a superfície de estrela de nêutron, estas medidas dão-nos um tamanho máximo do diâmetro de estrela de nêutron. As estrelas de nêutron podem ser não maiores de 18 a 20.5 milhas transversalmente, os resultados que concordam com outros tipos de medidas.”

Saber um tamanho e uma massa de estrela de nêutron permite que os físicos descrevam a “rigidez,” ou “equação de estado,” de matéria embalado dentro destes objetos incredibly densos. Além de usar estas linhas do ferro para testar a teoria de Einstein de relatividade geral, os astrónomos podem sondar condições na parte interna de um disco do aumento de estrela de nêutron.

“Agora que nós vimos esta linha relativistic do ferro em torno de três estrelas de nêutron, nós estabelecemos uma técnica nova,” Miller disse. “É muito difícil medir a massa e o diâmetro de uma estrela de nêutron, assim que nós precisamos diversas técnicas de trabalhar junto para conseguir esse objetivo.”

O papel sido o autor por Cackett e por Miller é intitulado, “linhas de emissão Relativistic do ferro em binários do raio X da baixo-massa da estrela de nêutron como pontas de prova de raios da estrela de nêutron.”

Para mais informação:

Edward Cackett: http://www.astro.lsa.umich.edu/~ecackett/
Jon Miller: http://www.astro.lsa.umich.edu/~jonmm/