As Componentes Escuras do Universo no Ambiente de Estrelas de Nêutrons

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.47456/Cad.Astro.v7nEspecial.53344

Palabras clave:

Objetos Compactos, Energia Escura, Matéria Escura, Relação Massa-Raio.

Resumen

Neste trabalho, apresentamos alguns resultados de uma série de estudos sobre os efeitos da inclusão de componentes escuras na estrutura de estrelas de nêutrons. Em particular, investigamos como fluidos associados à matéria escura e à energia escura podem modificar as propriedades macroscópicas desses objetos compactos. Foram considerados dois cenários principais: a coexistência de três fluidos acoplados apenas gravitacionalmente e a presença de interações entre eles. Observamos que a influência da componente de energia escura depende do parâmetro ($\omega$) de sua equação de estado, podendo produzir configurações com maiores massas máximas e raios, enquanto valores de $\omega < -1$ tendem a enfraquecer o suporte hidrostático contra a gravidade. De modo geral, maiores frações relativas do setor escuro levam à redução da massa e do raio estelares, devido à sua contribuição limitada para a pressão total. Em todos os cenários analisados, apenas intervalos específicos de parâmetros mostraram-se compatíveis com as restrições observacionais, sendo o limite de massa máxima de $2 \, \textrm{M}_\odot$ a condição mais restritiva.

Biografía del autor/a

  • Loreany Araújo, Universidade de São Paulo

    L.F. Araújo (loreanyfa@alumni.usp.br) é doutora em Astrofísica pela Universidade de São Paulo (USP) e especialista em astrofísica relativística, com foco no estudo de estrelas de nêutrons e suas possíveis interações com o setor escuro do universo. J.A.S. Lima é cosmólogo e docente do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP (IAG-USP). Sua pesquisa abrange relatividade geral, cosmologia, dinâmica de galáxias, mecânica estatística e teoria cinética aplicada a gases e plasmas. G. Lugones é docente no Centro de Ciências Naturais e Humanas da Universidade Federal do ABC (UFABC) e pesquisa a física de estrelas de nêutrons, incluindo estrutura, evolução, pulsações e ondas gravitacionais, além de transições de fase da matéria densa e fenômenos do universo primordial.

Referencias

[1] X. Li, F. Wang e K. S. Cheng, Gravitational effects of condensate dark matter on compact stellar objects, JCAP 10, 031 (2012).

[2] P. Mukhopadhyay e J. Schaffner-Bielich, Quark stars admixed with dark matter, Phys. Rev. D 93 (8), 083009 (2016).

[3] G. Baym, D. H. Beck, P. Geltenbort e J. Shelton, Testing dark decays of baryons in neutron stars, Phys. Rev. Lett. 121 (6), 061801 (2018).

[4] J. Ellis, G. Hütsi, K. Kannike, L. Marzola, M. Raidal e V. Vaskonen, Dark Matter Effects On Neutron Star Properties, Phys. Rev. D 97 (12), 123007 (2018).

[5] Y. Dengler, J. Schaffner-Bielich e L. Tolos, Second Love number of dark compact planets and neutron stars with dark matter, Phys. Rev. D 105 (4), 043013 (2022).

[6] B. Kain, Dark matter admixed neutron stars, Phys. Rev. D 103 (4), 043009 (2021).

[7] D. Sen e A. Guha, Implications of feebly interacting dark sector on neutron star properties and constraints from GW170817, Mon.

[8] J. C. Jiménez e E. S. Fraga, Radial Oscillations of Quark Stars Admixed with Dark Matter, Universe 8 (1), 34 (2022).

[9] Z. Miao, Y. Zhu, A. Li e F. Huang, Dark Matter Admixed Neutron Star Properties in the Light of X-Ray Pulse Profile Observations, Astrophys. J. 936 (1), 69 (2022).

[10] G. Chapline, Dark energy stars, eConf C041213, 0205 (2004).

[11] E. Gliner, Algebraic properties of the energymomentum tensor and vacuum-like states of matter, Soviet Journal of Experimental and Theoretical Physics 22, 378 (1966).

[12] A. D. Sakharov, The initial stage of an expanding universe and the appearance of a nonuniform distribution of matter, Sov. Phys. JETP 22, 241 (1966).

[13] C. Posada, Slowly rotating supercompact schwarzschild stars, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 468 (2), 2128 (2017).

[14] P. O. Mazur e E. Mottola, Gravitational condensate stars: An alternative to black holes, Universe 9 (2), 88 (2023).

[15] M. Campos e J. A. S. Lima, Black hole formation with an interacting vacuum energy density, Physical Review D 86 (4) (2012).

[16] L. F. Araújo, J. A. S. Lima e G. Lugones, Impact of dark energy on the structure of neutron stars: The vacuum case, Physical Review D 110 (4), 043040 (2024).

[17] L. F. Araújo, G. Lugones e J. A. S. Lima, Dark interactions in neutron star interiors: The interplay of baryons, dark matter, and dark energy, Physical Review D 112 (8), 083012 (2025).

[18] L. F. Araújo, Possíveis impactos do setor cosmológico escuro em estrelas de nêutrons, Ph. D. thesis, Universidade de São Paulo.

[19] L. F. Araújo, G. Lugones e J. A. S. Lima, Sub-Gev dark matter in neutron stars: halo morphologies and their suppression by vacuum-like pressure, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 2026 (05), 031

[20] M. F. O’Boyle, C. Markakis, N. Stergioulas e J. S. Read, Parametrized equation of state for neutron star matter with continuous sound speed, Phys. Rev. D 102, 083027 (2020).

[21] K. Hebeler, J. M. Lattimer, C. J. Pethick e A. Schwenk, Equation of state and neutron star properties constrained by nuclear physics and observation, The Astrophysical Journal 773 (1), 11 (2013).

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Publicado

2026-07-30

Número

Vol. 7 Núm. Especial (2026): As Astrocientistas: III Encontro Brasileiro de Meninas e Mulheres da Astrofísica, Cosmologia e Gravitação

Sección

Artigos Completos

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Derechos de autor 2026 Loreany Ferreira de Araújo, José Ademir Sales de Lima, Germán Lugones

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Cómo citar

[1]
L. Araújo, J. A. Sales de Lima, y G. Lugones, «As Componentes Escuras do Universo no Ambiente de Estrelas de Nêutrons», Cad. Astro., vol. 7, n.º Especial, pp. 46–54, jul. 2026, doi: 10.47456/Cad.Astro.v7nEspecial.53344.