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| A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 9. Física Nuclear | ||
| EQUAÇÕES DE ESTADO HADRÔNICAS PARA ESTRELAS DE NÊUTRONS COM MÉSONS ESTRANHOS | ||
| Rafael Cavagnoli 1 (rafael@fsc.ufsc.br) e Debora Peres Menezes 1 | ||
| (1. Depto. de Física, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC) | ||
| INTRODUÇÃO:
Após o colapso gravitacional de uma estrela muito massiva, isto é, uma explosão de supernova tipo II, surge uma estrela de protonêutrons. Esta estrela resfria-se rapidamente enquanto há ainda muitos neutrinos aprisionados em seu interior até atingir uma estrutura em equilíbrio beta que se segue à desleptonização (fuga de neutrinos). O seu estado fundamental é constituído de bárions e léptons em equilíbrio beta, onde o número bariônico e a carga elétrica são quantidades conservadas. A maior parte das equações de estado encontradas na literatura são não-relativísticas. No entanto, o interior das estrelas de nêutrons consiste de matéria com densidade da ordem de 10 vezes a densidade de saturação da matéria nuclear. Para densidades tão altas, a maior parte das equações de estado (EOS) não-relativísticas tornam-se acausais, isto é, a velocidade do som torna-se maior do que a velocidade da luz. Portanto, para a correta determinação das EOS utilizaremos um modelo relativístico, o modelo de Walecka não-linear, estendido para acomodar todo o octeto bariônico e os léptons massivos envolvidos no decaimento beta. Recentemente foi proposta a inclusão de dois novos mésons, σ* e φ a fim de melhor descrever a interação fortemente atrativa observada no espalhamento Λ-Λ. Neste trabalho a inclusão destes mésons na equação de estado e sua influência nas propriedades das estrelas de nêutrons são investigadas e discutidas. |
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| METODOLOGIA:
Neste trabalho, construímos a equação de estado (EOS) para matéria nuclear densa e assimétrica que descreve matéria hadrônica no interior de estrelas de nêutrons. Uma vez obtida a EOS, a equação diferencial de Tolman-Oppenheimer-Volkoff, obtida a partir das equações de Einstein para a relatividade geral, é resolvida. As soluções descrevem as propriedades estelares mais importantes como massa, raio e densidade central. Utilizamos o modelo de Walecka relativístico e não-linear, em temperatura zero, com o octeto bariônico, mais os mésons σ, ω e ρ, considerando equilíbrio beta e comparando os resultados com o mesmo modelo, incluindo os mésons estranhos σ* e φ. Além de propriedades macroscópicas também obtemos algumas propriedades microscópicas como a população de partículas presentes no interior das estrelas de nêutrons, em função da densidade. |
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| RESULTADOS:
Com o octeto bariônico no modelo de Walecka e utilizando aproximação de campo médio, obtêm-se bons resultados através da solução da equação de Tolman-Oppenheimer-Volkoff, tendo como resultado uma família de estrelas com raios e massas possíveis que estão de acordo com os intervalos de valores observados por astrofísicos. Com a inclusão dos mésons estranhos, as equações de estado endurecem um pouco e a população de partículas sofre alteração significativa em densidades acima de quatro vezes a densidade de saturação da matéria nuclear. No entanto, a solução da equação de Tolman-Oppenheimer-Volkoff não sofre alteração significativa com a inclusão de tais mésons. |
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| CONCLUSÕES:
Os mésons estranhos, em temperatura zero, alteram as propriedades microscópicas das estrelas de nêutrons, modificando a população de partículas em densidades acima de quatro vezes a densidade de saturação da matéria nuclear, fazendo com que os híperons apareçam em densidades menores, em relação ao caso sem mésons estranhos. As equações de estado são alteradas em densidades acima de seis vezes a densidade de saturação da matéria nuclear. No entanto as propriedades macroscópicas, como raio e massa, não sofrem alterações significativas. Portanto, os mésons estranhos, em temperatura zero, apenas alteram a distribuição de partículas no interior da estrela de nêutrons. |
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| Instituição de fomento: CNPq | ||
| Palavras-chave: estrela de nêutrons; mésons estranhos; modelo de Walecka. | ||
| Anais da 57ª Reunião Anual da SBPC - Fortaleza, CE - Julho/2005 |