CHE COS'è UNA PULSAR?

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Sono quelli che sono conosciuti come i "fari" dell'universo - stelle di neutroni rotanti che emettono un raggio focalizzato di radiazione elettromagnetica che è visibile solo se ci si trova sul suo cammino. Conosciute come pulsar, queste reliquie stellari prendono il loro nome dal modo in cui le loro emissioni sembrano "pulsare" nello spazio.

Questi antichi oggetti stellari non solo sono molto affascinanti e meravigliosi da vedere, ma sono anche molto utili agli astronomi. Ciò è dovuto al fatto che hanno periodi di rotazione regolari, che producono un interno molto preciso nei suoi impulsi, che varia da millisecondi a secondi.

Descrizione:

Le pulsar sono tipi di stelle di neutroni; le reliquie morte di stelle massicce. Ciò che distingue le pulsar dalle normali stelle di neutroni è che sono altamente magnetizzate e ruotano a velocità enormi. Gli astronomi li rilevano dagli impulsi radio che emettono a intervalli regolari.

Formazione:

La formazione di una pulsar è molto simile alla creazione di una stella di neutroni. Quando una stella massiccia con 4-8 volte la massa del nostro Sole muore, fa esplodere come una supernova. Gli strati esterni vengono fatti saltare nello spazio e il nucleo interno si contrae con la sua gravità. La pressione gravitazionale è così forte che supera i legami che tengono separati gli atomi.

Elettroni e protoni vengono schiacciati dalla gravità per formare neutroni. La gravità sulla superficie di una stella di neutroni è di circa 2 x 10¹¹ la forza di gravità sulla Terra. Quindi, le stelle più massicce fanno esplodere come supernovae e possono esplodere o collassare in buchi neri. Se sono meno massicci, come il nostro Sole, spazzano via i loro strati esterni e poi si raffreddano lentamente come nani bianchi.

Ma per le stelle tra 1,4 e 3,2 volte la massa del Sole, possono ancora diventare supernove, ma non hanno abbastanza massa per creare un buco nero. Questi oggetti di massa media finiscono la loro vita come stelle di neutroni e alcuni di questi possono diventare pulsar o magnetar. Quando queste stelle collassano, mantengono il loro momento angolare.

Ma con dimensioni molto più ridotte, la loro velocità di rotazione aumenta notevolmente, ruotando molte volte al secondo. Questo oggetto relativamente minuscolo, super denso, emette una potente esplosione di radiazioni lungo le sue linee di campo magnetico, sebbene questo raggio di radiazione non si allinea necessariamente con il suo asse di rotazione. Quindi, le pulsar stanno semplicemente ruotando le stelle di neutroni.

E così, da qui sulla Terra, quando gli astronomi rilevano un intenso raggio di emissioni radio più volte al secondo, mentre ruota come un raggio di faro, questa è una pulsar.

Storia:

La prima pulsar fu scoperta nel 1967 da Jocelyn Bell Burnell e Antony Hewis e sorprese la comunità scientifica dalle normali emissioni radio che trasmetteva. Hanno rilevato una misteriosa emissione radio proveniente da un punto fisso nel cielo che ha raggiunto il picco ogni 1,33 secondi. Queste emissioni erano così regolari che alcuni astronomi pensavano che potesse essere la prova delle comunicazioni di una civiltà intelligente.

Sebbene Burnell e Hewis fossero certi che avesse un'origine naturale, lo chiamarono LGM-1, che sta per "piccoli uomini verdi", e le successive scoperte hanno aiutato gli astronomi a scoprire la vera natura di questi strani oggetti.

Gli astronomi hanno teorizzato che stavano ruotando rapidamente stelle di neutroni, e questo è stato ulteriormente supportato dalla scoperta di una pulsar con un periodo molto breve (33 millisecondi) nella nebulosa del granchio. Finora ne sono stati trovati 1600 in totale, e il più veloce scoperto emette 716 impulsi al secondo.

Più tardi, le pulsar furono trovate nei sistemi binari, il che aiutò a confermare la teoria della relatività generale di Einstein. E nel 1982 fu trovata una pulsar con un periodo di rotazione di soli 1,6 microsecondi. In effetti, i primi pianeti extrasolari mai scoperti furono trovati in orbita attorno a una pulsar - ovviamente, non sarebbe stato un posto molto abitabile.

Fatti interessanti:

Quando una pulsar si forma per la prima volta, ha più energia e la massima velocità di rotazione. Mentre rilascia energia elettromagnetica attraverso i suoi raggi, rallenta gradualmente. Tra 10 e 100 milioni di anni, rallenta al punto che i suoi raggi si spengono e la pulsar diventa silenziosa.

Quando sono attivi, ruotano con una tale inquietante regolarità che vengono utilizzati come timer dagli astronomi. In effetti, si dice che alcuni tipi di pulsar competano con gli orologi atomici nella loro precisione nel mantenere il tempo.

Le pulsar ci aiutano anche a cercare le onde gravitazionali, sondare il mezzo interstellare e persino trovare pianeti extrasolari in orbita. In effetti, i primi pianeti extrasolari furono scoperti attorno a una pulsar nel 1992, quando gli astronomi Aleksander Wolszczan e Dale Frail annunciarono la scoperta di un sistema planetario multi-pianeta attorno a PSR B1257 + 12 - una pulsar millisecondo ora nota per avere due pianeti extrasolari.

È stato anche proposto che i veicoli spaziali possano usarli come fari per aiutare a navigare nel sistema solare. Sul veicolo spaziale Voyager della NASA, ci sono mappe che mostrano la direzione del Sole a 14 pulsar nella nostra regione. Se gli alieni volessero trovare il nostro pianeta natale, non potrebbero chiedere una mappa più accurata.

Abbiamo scritto molti articoli sulle stelle qui su Space Magazine. Ecco un articolo su una pulsar di raggi gamma appena scoperta, ed ecco un articolo su come le pulsar millisecondi ruotano così velocemente.

Se desideri ulteriori informazioni sulle stelle, dai un'occhiata ai comunicati stampa sulle stelle di Hubblesite, ed ecco la home page di stelle e galassie.

Abbiamo registrato diversi episodi di Cast di astronomia sulle stelle. Eccone due che potresti trovare utili: Episodio 12: Da dove vengono le stelle del bambino e Episodio 13: Dove vanno le stelle quando muoiono?