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Efeitos de campos magnéticos fortes na crosta e no entrainment em estrelas de neutrões

Authors: Sagar Dipak Silva Pratapsi

Supervisors: Constança Providência

MSc thesis, Mestrado em Física, Universidade de Coimbra (2017)

Abstract: Os pulsares são estrelas de neutrões magnetizadas que rodam a taxas excecionalmente estáveis. No entanto, pulsares mais jovens sofrem eventos esporádicos, conhecidos por glitches, em que a frequência de rotação aumenta de forma súbita, para de seguida decrescer gradualmente. Acredita-se que os glitches resultam de uma transferência de momento angular entre a crosta e superfluidos no interior da estrela. No entanto, a crosta poderá não ser capaz de armazenar a quantidade do momento de inércia necessária para validar este modelo. Campos magnéticos fortes afectam significativamente as propriedades das estrelas de neutrões, o que pode indicar terem um papel relevante no mecanismo dos glitches. Contudo, são necessários campos excecionalmente elevados, da ordem de 10^18 G, para se observarem alterações na equação de estado da matéria estelar. Como consequência, estes efeitos não são tidos em conta em cálculos da magnetohidrodinâmica das estrelas. No entanto, verificou-se recentemente que poderá existir um efeito na equação de estado da crosta que, na presença de um campo magnético forte, se traduz num aumento da extensão da mesma. O objetivo deste projeto é estudar os efeitos do campo magnético na equação de estado da matéria estelar, em particular aqueles que afetem diretamente os glitches de pulsares. São analisados dois problemas: Quão forte deve ser o campo magnético para que tenha um efeito significativo nas dimensões da crosta?; Como é que o campo magnético afeta o entrainment entre os neutrões superfluidos e a crosta? Para a primeira questão, usamos o método da spinodal dinâmica para determinar o tamanho da crosta sob campos magnéticos fortes. Para a segunda questão, estudamos o efeito do campo magnético na matriz de entrainment relativístico, para uma mistura de protões e neutrões, no contexto da teoria de Landau-Fermi para líquidos relativistas, generalizada de modo a incluir superfluidez.