STELLE DI NEUTRONI DEFORMATE COME EMETTITORI DI ONDE GRAVITAZIONALI

Megaministelle con montagne alte millimetri

Nuovi modelli di stelle di neutroni mostrano che le loro “montagne” più alte potrebbero elevarsi di solo frazioni di millimetro rispetto alla superficie sferica, a causa dell'enorme gravità esercitata da questi oggetti ultra-densi. Lo studio è stato presentato al National Astronomy Meeting 2021 e verrà pubblicato su Mnras

     19/07/2021
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Rappresentazione artistica di una stella di neutroni. Crediti: Eso / L. Calçada

Le stelle di neutroni sono tra gli oggetti più densi dell’universo: hanno una massa paragonabile a quella del Sole ma misurano solo circa 10 chilometri di diametro. A causa della loro compattezza, le stelle di neutroni esercitano un’enorme attrazione gravitazionale, circa un miliardo di volte più forte di quella terrestre. Questo fa sì che ogni caratteristica superficiale abbia dimensioni minuscole, e che la stella sia una sfera quasi perfetta. Sebbene siano miliardi di volte più piccole che sulla Terra, queste piccole deformazioni, su una piccola stella, sono assimilabili a “montagne”. Ma quanto possono essere grandi queste montagne prima che la crosta della stella si spezzi?

A questa domanda hanno cercato di rispondere due ricercatori dell’Università di Southampton, che hanno utilizzato nuovi modelli computazionali in gravità relativistica per riprodurre stelle di neutroni realistiche, sottoponendole a forze di diversa intensità per capire come si creano le deformazioni e quando la “crosta” della stella cede.

Il team ha anche studiato il ruolo della materia nucleare ultra-densa nel supportare tali montagne e ha scoperto che quelle più grandi sono alte solo una frazione di millimetro, cento volte più piccole di quanto previsto. Lavori precedenti avevano infatti dedotto che le stelle di neutroni riescono a sostenere deviazioni da una sfera perfetta fino a poche parti su un milione, il che implicherebbe montagne alte fino a pochi centimetri. Questi calcoli presumevano che la stella di neutroni presentasse una crosta così tesa da essere vicina alla rottura in ogni punto. Tuttavia, i nuovi modelli indicano che tali condizioni non sono fisicamente realistiche. «Questi risultati mostrano come le stelle di neutroni siano davvero oggetti straordinariamente sferici. Inoltre, suggeriscono che osservare le onde gravitazionali da stelle di neutroni rotanti potrebbe essere ancora più impegnativo di quanto si pensasse in precedenza», commenta Fabian Gittins.

Sebbene siano oggetti singoli, a causa della loro intensa forza gravitazionale le stelle di neutroni rotanti con lievi deformazioni dovrebbero infatti produrre onde gravitazionali, che però per questi oggetti singoli non sono ancora state osservate. I futuri progressi in rivelatori estremamente sensibili come Ligo e Virgo potrebbero essere la chiave per sondare questi oggetti unici.

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