ORA LE TEORIE ESOTICHE VACILLANO

Una stella di neutroni da Guinness

Ha una massa doppia rispetto al Sole, impacchettata in uno spazio grande quanto il centro di Roma. Situata a 3.000 anni luce dalla Terra, è una stella da record che contraddice molti dei modelli finora proposti sulle pulsar. Paolo Esposito (INAF-OA Cagliari): "Forti indicazioni per credere che, nonostante le condizioni estreme di gravità, pressione e temperatura, le stelle di neutroni siano fatte di materia ordinaria, e non di particelle esotiche".

Ha una massa doppia rispetto del Sole, impacchettata in uno spazio grande come il centro di Roma. L’oggetto superdenso, che si trova a 3.000 anni luce dalla Terra, è la stella di neutroni più grande mai scoperta. Circa il 20 per cento più massiva rispetto agli oggetti di questo genere. A individuarla un gruppo di ricerca statunitense e olandese, coordinato da Paul Demorest del National Radio Astronomy Observatory a Charlottesville (Usa) che ha annunciato la notizia sulla rivista Nature. La scoperta costringerà a riscrivere molte delle attuali teorie sulle stelle di neutroni.

Spiega Paolo Esposito, astrofisico dell’INAF-Osservato astronomico di Cagliari: “Una delle più sfide ardite della cosmologia è comprendere la struttura interna delle stelle di neutroni. A dispetto del loro nome, infatti, non sappiamo esattamente di cosa sono fatte. Sicuramente sono ricche di neutroni, ma l’esatta composizione è ancora sconosciuta e man mano ci si addentra verso il cuore delle stelle di neutroni, dove si raggiungono condizioni di pressione, gravità e temperatura, più ci si spinge nell’ignoto”.

Le stelle di neutroni sono i resti ultradensi di stelle molto grandi esplose come supernove la cui massa è compressa in una sfera grande quanto una piccola città. Per scoprire gli ingredienti “mancanti”, gli scienziati hanno bisogno di definire l’equazione di stato, effettuando misurazioni precise e simultanee della massa e del raggio, per calcolare la densità. “Alcuni modelli per descrivere le stelle di neutroni prevedono che queste siano composte da particelle esotiche, quark osservati esclusivamente dentro i grandi acceleratori, per brevissimi istanti”, prosegue Esposito. “Si è pensato che, seppur instabili sulla Terra, queste particelle, iperoni, nucleoni e altre, potessero formare le stelle di neutroni. Ora la scoperta di questa stella, dalla massa record, fa vacillare queste teorie perché l’equazione di stato non funziona”.

La stella di neutroni appena ‘pesata’ è una pulsar millisecondi che lampeggia con una frequenza molto precisa in onde radio e, oltre a essere ultradensa, ruota sul proprio asse 317 volte al secondo. Per misurare la sua massa è stato usato un effetto previsto dalla teoria della Relatività Generale di Einstein, il ‘Ritardo di Shapiro’, per il quale le pulsazione delle pulsar arrivano in ritardo sulla Terra a causa della curvatura dello spazio-tempo quando le due stelle, quella di neutroni e la sua compagna, si avvicinano mentre orbitano l’una attorno all’altra. I ricercatori si aspettavano che la stella avesse una massa pari a 1,5 volte la massa solare, invece le osservazioni hanno rivelato una massa più elevata di circa il 20%, alta abbastanza da escludere i modelli sulla composizione di stelle di neutroni che prevedono anche particelle esotiche.

“A questo punto, il cerchio si stringe”, dice Esposito. “Ci sono forti indicazioni per ritenere che, nonostante l’ambiente estremo, sia la materia ordinaria, quella di cui siamo fatti anche noi, a costituire questi oggetti bizzarri”.

Oggetti che, recentemente, stanno stravolgendo i punti cardinali degli astronomi. Solo pochi giorni fa, uno studio al quale ha partecipato anche Esposito ha descritto un’altra pulsar anomala (“Il magnetar che non ti aspetti”). Che cosa sta succedendo? Risponde l’astronomo dell’Osservatorio di Cagliari: “E’ la dimostrazione che quello delle stelle di neutroni è un campo molto vivace della ricerca, nel quale c’è ancora tantissimo da fare e da scoprire”.

Fonte: Media INAF | Scritto da Daniela Cipolloni