Brillante come una stella, più dura dell’acciaio

martedì, 12 maggio, 2009 17:33

stellaneutroniDa tempo gli astrofisici si interrogano su quale possa essere la densità e la resistenza delle stelle di neutroni. Ora alcuni modelli matematici sembrano fornire qualche informazione in più sull’intricata questione: le stelle di neutroni contengono probabilmente il materiale più denso e resistente esistente nell’universo, a tal punto da consentire alle asperità presenti sulla superficie di questi corpi celesti di turbare lo spaziotempo. Se così fosse, le stelle di neutroni potrebbero fornire nuove spiegazioni sul fenomeno delle onde gravitazionali previsto a livello teorico dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein.

Gli astrofisici ipotizzano da tempo che le stelle di neutroni siano particolarmente dense. Tale caratteristica deriva direttamente dai processi fisici che portano alla loro formazione. Banalizzando un poco, quando una stella gigante termina di bruciare e non è più in grado di contrastare la devastante forza di gravità che produce, il suo nucleo si restringe assumendo le dimensioni di un asteroide, mentre il resto della massa viene disperso attraverso un’esplosione titanica (una supernova). Ciò che rimane è un corpo celeste contraddistinto da una enorme massa stipata in uno spazio molto piccolo, in grado di ruotare su se stesso per centinaia di volte al secondo. Fino a ora si sapeva che un solo cucchiaino da caffè di questi resti può pesare anche 90 milioni di tonnellate, mentre si ignorava completamente la robustezza del materiale.

Determinati a fare chiarezza su questo punto, l’astrofisico Charles Horowitz (Indiana University – USA) e lo scienziato dei materiali Kai Kadau (Los Alamos National Laboratory – USA) hanno creato una simulazione sfruttando alcuni supercomputer per comprende come il materiale che costituisce le stelle di neutroni si formi a livello atomico. Grazie ai loro modelli, basati sul calcolo degli effetti che la devastante forza di gravità di queste stelle sortisce sugli atomi di cui sono composte, i ricercatori hanno concluso che il materiale nella crosta delle stelle di neutroni è circa 10 miliardi di volte più resistente dell’acciaio più duro finora conosciuto.

Un Magnetar in piena attività (Photo credit: NASA/Aurore Simonnet/Sonoma State University)

Un Magnetar in piena attività (Photo credit: NASA/Aurore Simonnet/Sonoma State University)

Grazie a questa portentosa corazza, la stella trattiene  le grandi forze elettromagnetiche sviluppate al suo interno. Come riportato sulla rivista scientifica Physical Review Letters, per i due ricercatori tale peculiarità sarebbe confermata dalle enormi quantità di energia che si sprigionano durante uno stellamoto (starquake) nelle magnetar, le stelle di neutroni caratterizzate da un fortissimo campo magnetico. In questi “terremoti stellari”, la crosta della stella si frattura a causa dell’intenso magnetismo e sprofonda negli strati interni del corpo celeste. Tale fenomeno può avvenire ciclicamente ed è dunque indice delle incredibili sollecitazioni cui è sottoposta la crosta, che non può che essere dunque estremamente resistente come rilevato da Horowitz e Kadau.

La resistenza del materiale consente inoltre alle stelle di neutroni di tollerare alcune imperfezioni che si possono creare sulla loro superficie. Si tratta generalmente di aree nelle quali si accumula molto materiale, formando montagne alte anche quanto l’intero diametro della Terra, oltre 12.700 chilometri. Queste enormi masse ruotano insieme alla stella di neutroni e – secondo i ricercatori – possono dunque disturbare lo spaziotempo a tal punto da creare le onde gravitazionali. Queste onde viaggiano alla velocità della luce e, secondo la teoria della relatività generale, possono modificare la distanza nello spazio e nel tempo di due punti vicini tra loro.

Da anni i ricercatori vanno a caccia delle onde gravitazionali, ma fino a ora nessuno è riuscito a studiare e osservare con precisione il fenomeno postulato a livello teorico. Le nuove rivelazioni contenute nello studio di Kadau e Horowitz potrebbero ora aprire la strada verso una ricerca approfondita sulle onde gravitazionali. Se davvero le stelle di neutrini ne emettono così tante e con grandi quantità di energia, un giorno gli astrofisici potrebbero riuscire a identificarle con più facilità, risolvendo numerosi enigmi sulla materia e l’universo.

Puoi lasciare un commento, oppure un trackback dal tuo sito web.
ADS

Lascia un commento