Una nuova simulazione di stelle di neutroni suggerisce che potrebbero non essere così fluide come previsto. Questa fluttuazione può generare onde gravitazionali, propagandosi nel cosmo, e potrebbe essere rilevata qui sulla Terra ...
Le stelle di neutroni sono i resti di enormi stelle dopo che sono esplose come supernovae. Il nucleo denso rimane dietro, gira veloce e composto solo da neutroni. Hanno immensi campi gravitazionali e hanno pensato di avere la stessa massa del nostro Sole, ma misurando solo 20 chilometri di diametro. Poiché conservano il momento angolare del loro enorme predecessore solare, poiché sono così piccoli, si prevede che ruotino centinaia di volte al secondo.
Ma come si possono rilevare questi strani oggetti? Bene, per esempio, possono essere visti come pulsar altamente radianti (o, forse, "magnetar"), che fanno lampeggiare un raggio di radiazione oltre la Terra mentre ruotano come un faro, fasci di fotoni ad alta energia emessi dai poli della stella di neutroni. Ma per quanto riguarda l'effetto che hanno sullo spazio-tempo? Questi corpi massicci possono creare onde gravitazionali? (Nota: un'onda gravitazionale è una creatura totalmente diversa da un'onda gravitazionale atmosferica.)
Per immaginare la scena: immagina di girare una palla perfettamente sferica in una piscina. Se la palla è perfettamente ferma (non si muove su e giù e non va alla deriva), solo ruotando sul suo asse, non si vedranno increspature nella piscina. Pertanto, qualsiasi strumento che misura le increspature nella piscina non rileverà la presenza della sfera rotante. Ora gira un oggetto non sferico (come un pallone da rugby o un football americano) nella piscina. Mentre questo oggetto ruota, le irregolarità sulla superficie (cioè le estremità appuntite) produrranno un'onda su ogni giro dell'oggetto irregolare. Lo strumento a catena rileverà la presenza della palla nella piscina.
Questo è il problema che gli scienziati stanno cercando di rilevare le onde gravitazionali dalle stelle di neutroni. Se sono oggetti lisci (forse sferici o leggermente appiattiti a causa della rotazione), non possono produrre increspature nello spazio-tempo e quindi non possono essere rilevati. Se, d'altra parte, sono corpi rotanti di forma irregolare, con disomogeneità (grumi o "montagne") sulla superficie, possono essere generate onde gravitazionali. Il nodulo spazzerà via una fluttuazione nello spazio-tempo ad ogni rotazione. Va bene, ma le stelle di neutroni sono grumose?
Bene, le prospettive non sono molto buone. I rivelatori di "ondulazione" spazio-temporale messi in atto per osservare le onde gravitazionali non hanno finora rilevato alcun segno di queste stelle di neutroni che ruotano rapidamente. Ciò potrebbe significare che la tecnologia che stiamo utilizzando non è abbastanza sensibile per rilevare le onde gravitazionali o che le stelle di neutroni sono naturalmente lisce e non possono produrre onde gravitazionali in primo luogo.
Matthias Vigelius e Andrew Melatos, ricercatori dell'Università di Melbourne in Australia, pensano di avere una nuova speranza che alcuni tipi di stelle di neutroni possano essere rilevati in quanto sono naturalmente grumosi. Utilizzando una nuova tecnica di modellazione al computer, la coppia ritiene che anche una piccola variazione nella superficie della stella di neutroni produrrà onde gravitazionali rilevabili. Ma come si formano questi grumi? Spesso le stelle si evolvono come parte di un sistema binario (cioè due stelle in orbita attorno a un centro di gravità comune), se uno muore come una supernova, lasciando dietro di sé una stella di neutroni, l'intenso campo gravitazionale spoglia la sua stella compagna dei suoi gas. Man mano che il gas viene incanalato nella stella di neutroni, l'intenso campo magnetico fornirà supporto strutturale al gas in arrivo, creando una miscela elettrone-protone di plasma surriscaldato che si trova sulla superficie della stella di neutroni. I grumi formati ai poli magnetici della stella di neutroni saranno una caratteristica di lunga durata, che ruota attorno alla stella ogni volta che ruota. Vigelius e Melatos pensano che rilevatori come il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) possano essere in grado di rilevare questa caratteristica firma di una stella di neutroni di forma irregolare…. in tempo.
Finora, queste stelle di neutroni "grumose" non sono state rilevate, ma attraverso l'osservazione continua (tempo di esposizione), si spera che gli osservatori delle onde gravitazionali terrestri possano eventualmente ricevere il segnale.
Fonte: RAS, New Scientist
