Universidade de Coimbra acelera cálculo de estrelas de neutrões

Explorando o método de regressão simbólica, uma ferramenta de ‘machine learning’ que fornece relações algébricas entre diferentes propriedades, 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.

Esta relação reduz os cálculos computacionais por um fator de sete, numa das etapas essenciais da procura de modelos compatíveis com as observações, revelou a FCTUC, num comunicado enviado a agência Lusa.

O cálculo utiliza a inferência de Bayes, que pode ser muito demorada, uma vez que é necessário resolver as equações diferenciais que determinam a massa e o raio da estrela para vários milhões de modelos.

As estrelas de neutrões podem ser vistas como núcleos gigantes muito ricos em neutrões, mas a sua verdadeira composição ainda é uma incógnita.

Segundo a investigadora do Centro de Física da Universidade de Coimbra e professora da FCTUC Constança Providência, 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.

“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”, considerou.

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.

Os investigadores envolvidos esperam que, num futuro próximo, “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”.