UNO STUDIO NELLA BANDA RADIO E NEI RAGGI X

La fisica fondamentale svelata dai glitch

Un team internazionale di scienziati ha sviluppato una nuova tecnica, che combina dati radio e nei raggi X, ed è in grado di fornire informazioni preziose sulla struttura interna delle stelle di neutroni, a partire dallo studio delle sue accelerazioni di rotazione, note con il nome di glitch. Grazie a questa tecnica, sfruttando gli osservatori della prossima generazione, sarà possibile sondare le condizioni estreme della fisica fondamentale

Uno studio recente realizzato da un team internazionale di scienziati si è occupato di ciò che accade all’interno di una stella di neutroni durante un fenomeno noto con il nome di glitch.

Le pulsar sono stelle di neutroni che ruotano su loro stesse a velocità incredibili e con una precisione che può far concorrenza a quella di orologi atomici. Eppure la loro velocità di rotazione può subire delle accelerazioni improvvise, che gli astrofisici chiamano “glitch” (letteralmente un “disturbo” del segnale).

In primo piano: il Jodrell Bank Observatory. Sullo sfondo: la rappresentazione artistica di una pulsar. Crediti: N. Andersson

In primo piano: il Jodrell Bank Observatory. Sullo sfondo: la rappresentazione artistica di una pulsar. Crediti: N. Andersson

Gli scienziati ritengono che i glitch siano causati dall’interazione tra materia ordinaria e superfluida sotto la crosta della della pulsar. Si pensa infatti che nel nucleo di una stella di neutroni si trovino neutroni liberi di nuotare in un mare superfluido. Alcuni modelli teorici hanno suggerito che questo superfluido potrebbe comportarsi come un serbatoio di momento angolare. Con l’accumulo di momento angolare, il modello prevede un ritardo tra i periodi di rotazione del superfluido e della stella nel suo complesso. Nel momento in cui questo ritardo raggiunge un valore critico, il sistema può essere improvvisamente sbalzato a una velocità di rotazione maggiore.

Studi recenti, però, hanno mostrato che ci sono numerose incertezze legate a questa teoria. Sfruttando delle simulazioni al computer, Wynn Ho e i suoi colleghi hanno potuto dare un’occhiata più da vicino al superfluo all’interno della stella di neutroni. Quello che hanno scoperto è che solo uno dei numerosi modelli teorici è in grado di spiegare con successo i glitch documentati da 45 anni di dati osservativi.

L’aspetto più innovativo dell’approccio utilizzato è aver combinato tra loro i dati relativi ai glitch delle pulsar con la dipendenza dalla temperatura della superfluidità. Il metodo è particolarmente promettente, specie se si considerano gli osservatori che avremo a disposizione nel prossimo futuro, come lo Square Kilometer Array (SKA) nella banda radio e Athena nei raggi X. SKA è in grado di aumentare sensibilmente il numero di pulsar note nella Galassia, fornendo dati preziosi per la campagna di monitoraggio dei loro glich, e permettendo quindi di svelare numerosi misteri sulla fisica nucleare e sulla struttura interna delle stelle di neutroni.

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