(dr) University of Michigan
Relação entre a massa máxima de uma estrela de neutrões e a sua equação de estado reduz os cálculos computacionais por um fator de sete.
As estrelas de neutrões, um dos objetos mais densos do Universo têm uma composição que ainda é uma incógnita no mundo da ciência.
Uma equipa de cientistas do Departamento de Física da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) obteve uma relação entre a massa máxima de uma estrela de neutrões e a sua equação de estado.
Para isso, explorou o potencial do método de regressão simbólica, uma ferramenta no âmbito de técnicas de machine learning, que fornece relações algébricas entre diferentes propriedades.
Esta relação, descrita na revista científica Physics Letters B, reduz os cálculos computacionais por um fator de sete, numa das etapas essenciais da procura de modelos compatíveis com as observações.
O cálculo utiliza a inferência de Bayes, que pode ser muito demorada – é necessário resolver as equações diferenciais que determinam a massa e o raio da estrela para vários milhões de modelos.
«Com os atuais dados experimentais e observacionais disponíveis e os dados que serão recolhidos nas próximas décadas, espera-se que a composição destes objetos seja finalmente desvendada», indica a investigadora Constança Providência.
«Extrair das observações astronómicas as propriedades da matéria que interage pela força forte, como a matéria nuclear, a altas densidades, é, no entanto, outro desafio», acrescenta, em comunicado enviado ao ZAP.
As utilizações de métodos estatísticos são essenciais para o sucesso deste problema.
No entanto, de acordo com os especialistas, determinar o modo como a matéria sujeita a densidades e pressões extremamente elevadas se comporta dentro destes objetos – isto é, qual é a sua equação de estado, partindo do conhecimento da massa e raio das estrelas de neutrões – é um problema complicado que exige muitas horas de cálculo, pela quantidade de modelos que têm de ser testados.
«Num futuro próximo, esperamos que seja possível descodificar a equação de estado da matéria densa diretamente a partir do conhecimento preciso dos observáveis das estrelas de neutrões, utilizando estas técnicas computacionais avançadas, o que nos permitirá desvendar as propriedades da matéria bariónica a altas densidades. Assim, será possível saber a que densidades os quarks deixam de estar confinados aos nucleões e se a transição de fase para a matéria desconfinada é uma transição de primeira ordem», concluem os investigadores envolvidos.
