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A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 9. Física Nuclear

ESTRELAS DE NÊUTRONS EM ROTAÇÃO

Marcelo Dallagnol Alloy 1
Débora P. Menezes 1
(1. Universidade Federal de Santa Catarina / UFSC)
INTRODUÇÃO:

Este trabalho tem por objetivo calcular algumas propriedades físicas de estrelas de nêutrons em rotação utilizando equações de estado realistas. Propriedades como velocidade angular máxima, momento de quadrupolo, excentricidade, momento de inércia entre outras são calculadas. Os cálculos mais simples das propriedades estelares são obtidos a partir da solução das equações de Tolmann-Oppenheimer-Volkoff, que calcula raio, massa e outras propriedades a partir de equações de estado. Nesse caso, pressupõe-se simetria esférica. A rotação quebra a simetria esférica em favor da simetria axial, tornando o problema mais complicado porque as funções da métrica passam a ser funções de duas variáveis. Para simplificar o problema, o método de Hartle-Thorne [HT] trata a rotação como uma perturbação, ou seja, o problema é resolvido para baixas velocidades de rotação. Uma das vantagens em utilizar o método de [HT] é que as funções da métrica passam a ser funções de apenas uma variável. A outra vantagem do método de [HT] é a ótima precisão de seus resultados para velocidades angulares um pouco acima da velocidade angular de Kepler.

METODOLOGIA:

O trabalho consiste em aplicar métodos numéricos para resolver um sistema de equações diferenciais acopladas. Entre os métodos numéricos utilizados estão a interpolação spline cúbica e o método de Runge-Kutta de quarta ordem. Confeccionamos um programa computacional utilizando a linguagem C e a biblioteca numérica GSL (GNU Scientific Library).

RESULTADOS:

Neste trabalho desenvolvemos um programa para descrever estrelas com movimento de rotação. Apesar de tratar a rotação como uma perturbação, o programa nos fornece resultados com ótima precisão para velocidades angulares até um pouco acima da velocidade angular de Kepler.

CONCLUSÕES:

Entre todas as propriedades calculadas, uma importante conclusão é com relação a velocidade angular máxima de uma estrela sem perda de massa. A aproximação newtoniana para velocidade angular de Kepler é uma excelente aproximação. Calculamos várias seqüências de estrelas de nêutrons com diferentes velocidades angulares máximas e concluímos que, em geral, existe uma diferença de menos de 10% entre a velocidade angular de Kepler calculada e a aproximação newtoniana.

Instituição de fomento: CNPQ
 
Palavras-chave: Nêutron; Rotação; Kepler.
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006