Dentro de um pulsar, a
composição e o comportamento dos nêutrons são
fundamentais para compreender como essa estrela
funciona e emite radiação. A estrutura de um pulsar
envolve várias camadas, cada uma com características
específicas dos nêutrons e outras partículas
subatômicas.
Camada Externa
(Crosta)
A crosta de um pulsar é composta principalmente por
núcleos atômicos pesados e elétrons livres. Nos
níveis mais profundos da crosta, a densidade é tão
alta que os núcleos atômicos capturam elétrons,
formando nêutrons. Esses nêutrons se acumulam,
formando uma "sopa" densa de nêutrons intercalada
com núcleos de nêutrons.
Camada Interna (Núcleo
Externo)
Superfluido de Nêutrons: No núcleo externo do
pulsar, a densidade é ainda maior, transformando os
nêutrons em um estado de superfluidez. Neste estado,
os nêutrons se movem sem atrito, permitindo uma
condução de energia extremamente eficiente.
Supercondutividade: Os prótons, que compõem uma
pequena fração do núcleo, também podem se tornar
supercondutores (materiais que permitem a condução
de eletricidade sem resistência), contribuindo para
a manutenção do campo magnético intenso do pulsar.
Núcleo Central (Núcleo
Interno)
Matéria Exótica: No núcleo interno, a densidade é
tão extrema que pode haver a formação de partículas
exóticas como bósons ou quarks livres, compondo um
possível plasma de quarks ou uma mistura de
partículas subatômicas ainda não completamente
compreendidas pela astrofísica e física de
partículas.
Estado de
Degenerescência
Os nêutrons estão em um estado degenerado, estado da
matéria onde as partículas estão tão densamente
compactadas que os princípios da mecânica quântica
dominam seu comportamento. A pressão degenerativa
dos nêutrons, uma forma de pressão quântica que
surge devido ao princípio de exclusão de Pauli, que
afirma que duas partículas idênticas de spin
semi-inteiro não podem ocupar o mesmo estado
quântico simultaneamente, equilibra a força
gravitacional que tende a colapsar a estrela ainda
mais.
Relação dos nêutrons no Pulsar
Pressão de
Degenerescência
Esta é a força que mantém a estrela de nêutrons
estável contra o colapso gravitacional. A pressão é
causada pelos nêutrons, que, devido ao princípio de
exclusão de Pauli, não podem ocupar o mesmo estado
quântico. Essa pressão é o que sustenta a estrutura
da estrela de nêutrons.
Superfluidez e
Supercondutividade
A superfluidez dos nêutrons e a supercondutividade
dos prótons permitem a condução eficiente de calor e
a manutenção de correntes elétricas sem resistência,
contribuindo para a estabilidade do campo magnético.
Emissão de
Radiação
A rápida rotação da estrela de nêutrons e a sua
intensa magnetosfera criam um ambiente onde
partículas carregadas, aceleradas pelos campos
elétrico e magnético, emitem radiação. O movimento
das partículas dentro da estrela e ao longo de sua
superfície influencia a emissão de radiação
observada externamente.