Stelle di neutroni e pulsar — Astronomia, 14–17 anni
Una stella massiccia può lasciare un oggetto con più massa del Sole compressa in una sfera grande quanto una città. Alcune stelle di neutroni spazzano la Terra con fasci, come fari cosmici, producendo impulsi regolari.
Materia compressa in una città
Una stella di neutroni è il nucleo collassato che resta quando esplode una stella massiccia. La pressione comprime protoni ed elettroni, formando soprattutto neutroni, mentre la gravità intensa tiene insieme l’oggetto. Può ruotare molte volte al secondo e avere un campo magnetico potentissimo. Se il suo fascio punta verso la Terra a ogni giro, si chiama pulsar.
Perché studiare questi oggetti estremi?
Gli astronomi volevano capire cosa facciano gravità e materia in condizioni impossibili da riprodurre sulla Terra. Nel 1967 Jocelyn Bell Burnell notò impulsi radio insolitamente regolari; la fonte fu presto identificata come una stella di neutroni rotante. I pulsar sono diventati orologi e laboratori per mettere alla prova teorie sulla materia densa, sui campi magnetici e sulla gravità.
Trovare la rotazione di un pulsar
Un radiotelescopio registra impulsi da una pulsar a 0,033 s, 0,066 s e 0,099 s da un istante scelto. Primo: sottrai tempi consecutivi e ottieni sempre 0,033 s. Secondo: il periodo è 0,033 s. Terzo: la frequenza è 1 diviso il periodo, quindi 1 ÷ 0,033 ≈ 30,3 giri al secondo, se arriva un impulso per giro.
La stella non sta lampeggiando
È naturale pensare che una pulsar si accenda e si spenga come una lampada lontana. La regolarità del segnale suggerisce questa immagine, ma il fascio attraversa lo spazio mentre la stella ruota. Vediamo un impulso solo quando il fascio passa sulla Terra, proprio come un faro sembra brillare per un istante anche se la lampada resta accesa.
Orologi nello spazio
Alcune pulsar millisecondo ruotano con tale regolarità che gli astronomi possono confrontare i loro impulsi con orologi atomici. Piccole variazioni possono rivelare una stella compagna, un pianeta o effetti di increspature dello spaziotempo. I pulsar non sono orologi perfetti, ma il loro ritmo prevedibile è utile per studiare oggetti e gravità nella galassia.
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