Densidade da estrela de nêutrons
O material mais denso encontrado na Terra é o ósmio metálico, mas sua densidade empalidece em comparação com as densidades de objetos astronômicos exóticos, como estrelas anãs brancas e estrelas de nêutrons.
Uma estrela de nêutrons é o núcleo colapsado de uma estrela grande (geralmente de um gigante vermelho). Estrelas de nêutrons são as estrelas menores e mais densas que existem e estão girando extremamente rapidamente . Uma estrela de nêutrons é basicamente um núcleo atômico gigante com cerca de 11 km de diâmetro feito especialmente de nêutrons. Acredita-se que, sob as imensas pressões de uma estrela massiva em colapso que se torna supernova, é possível que os elétrons e prótons se combinem para formar nêutrons por meio da captura de elétrons, liberando uma enorme quantidade de neutrinos . Uma vez que possuem propriedades semelhantes aos núcleos atômicos, as estrelas de nêutrons são algumas vezes descritas como núcleos gigantes . Mas tenha cuidado, estrelas de nêutrons e núcleos atômicos são mantidos juntos por forças diferentes. Um núcleo é mantido unido pela força forte, enquanto uma estrela de nêutrons é mantida unida pela força gravitacional.
A densidade da estrela de nêutrons é enorme. Eles são tão densos que uma colher de chá de seu material teria uma massa superior a 5,5 × 10 12 kg. Supõe-se que eles tenham densidades de 3,7 x 10 17 a 6 x 10 17 kg / m 3 , o que é comparável à densidade aproximada de um núcleo atômico de 2,3 x 10 17 kg / m 3 .
Densidade da matéria nuclear
Densidade nuclear é a densidade do núcleo de um átomo. É a razão de massa por unidade de volume dentro do núcleo. Como o núcleo atômico carrega a maior parte da massa do átomo e o núcleo atômico é muito pequeno em comparação com o átomo inteiro, a densidade nuclear é muito alta.
A densidade nuclear de um núcleo típico pode ser calculada aproximadamente a partir do tamanho do núcleo e de sua massa. Os raios nucleares típicos são da ordem de 10 a 14 m . Assumindo a forma esférica, os raios nucleares podem ser calculados de acordo com a seguinte fórmula:
r = r 0 . A 1/3
onde r 0 = 1,2 x 10 -15 m = 1,2 fm
Por exemplo, o urânio natural consiste principalmente no isótopo 238 U (99,28%), portanto, a massa atômica do elemento urânio está próxima da massa atômica do isótopo 238 U (238,03u). O raio deste núcleo será:
r = r 0 . A 1/3 = 7,44 fm.
Supondo que seja esférico, seu volume será:
V = 4πr 3 /3 = 1,73 x 10 -42 m 3 .
A definição usual de densidade nuclear fornece sua densidade:
ρ núcleo = m / V = 238 x 1,66 x 10 -27 / (1,73 x 10 -42 ) = 2,3 x 10 17 de kg / m 3 .
Assim, a densidade do material nuclear é mais de 2,10 14 vezes maior que a da água. É uma densidade imensa. O termo descritivo densidade nuclear também é aplicado a situações em que densidades similares ocorrem, como dentro de estrelas de nêutrons. Tais densidades imensas também são encontradas nas estrelas de nêutrons.
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