Relaxação térmica de estrelas de nêutrons próximas da ativação do processo Urca direto - Souza, Thiago José Sales Gonçalves de (2021)
O resfriamento de estrelas de nêutrons é revisitado neste trabalho. O foco é o resfriamento de estrelas com massa próxima do limiar no qual o processo Urca direto (DU) está ativo. Essas estrelas possuem, portanto, um pequeno volume em seu centro onde tal processo produz uma intensa quantidade de neutrinos, os quais fogem da estrela de nêutrons assim que produzidos, carregando consigo parte da energia térmica da estrela e resfriando-a com o tempo. Diferentemente de estrelas massivas, onde esse volume central é grande de modo que o resfriamento dessas estrelas é dominado pelo processo DU, exibindo uma queda abrupta de sua temperatura na superfície, mostra-se que estrelas no limite de ativação do processo DU exibem um comportamento distinto dos dois tipos de resfriamento comumente encontrados na literatura, a saber, o slow cooling e o fast cooling. Mostra-se que o tempo de relaxação térmica dessas estrelas possui um comportamento altamente não linear à medida que a massa da estrela se aproxima do limiar de ativação, enquanto que o tempo de relaxação dos dois tipos canônicos de resfriamento é aproximadamente linear com a massa da estrela. Discute-se, com as evoluções dos perfis de temperatura e luminosidade no interior da estrela, esse comportamento não-linear, chegando a conclusão de que a relaxação térmica dessas estrelas é sensível ao tamanho desse volume em que o DU está ativo, diferente da conclusão de trabalhos que dizem que a relaxação térmica de estrelas que sofrem os resfriamentos canônicos são mais sensíveis às propriedades da crosta da estrela de nêutrons. Mostramos, assim, duas implicações desse comportamento não-linear do tempo de relaxação: a explicação de por que alguma estrela de nêutrons pode possuir um tempo de relaxação elevado, além de contribuir com o aumento da restrição de equações de estado candidatas à descrição da matéria no interior de estrelas de nêutrons. Modelos que descrevem a estrutura macroscópica de uma estrela de nêutrons, bem como modelos que descrevem a natureza microscópica da matéria que compõe a estrela, dos quais se obtém as equações de estado, além do modelo adotado na descrição do resfriamento dessas estrelas são igualmente abordados neste trabalho.