Concetto dell’artista di una stella di neutroni. Le piccole dimensioni della stella e l’estrema densità le conferiscono una gravità incredibilmente potente sulla sua superficie. Quindi questa immagine ritrae lo spazio intorno alla stella di neutroni come curvo. Immagine via Raffaello.concorde / Daniel Molibdeno / NASA / Wikimedia Commons.

Quando – alla fine della sua vita – una stella massiccia esplode come una supernova, il suo nucleo può collassare per finire come un oggetto piccolo e superdenso con non molto più della massa del nostro sole., Questi piccoli nuclei incredibilmente densi di stelle esplose sono stelle di neutroni. Sono tra gli oggetti più bizzarri dell’universo.

Una tipica stella di neutroni ha circa 1,4 volte la massa del nostro sole, ma variano fino a circa due masse solari. Ora considera che il nostro sole ha circa 100 volte il diametro della Terra. In una stella di neutroni, tutta la sua grande massa – fino a circa il doppio di quella del nostro sole – è schiacciata in una stella che ha solo circa 10 miglia (15 km) di diametro, o circa le dimensioni di una città terrestre.

Quindi forse puoi vedere che le stelle di neutroni sono molto, molto dense!, Un cucchiaio di materiale stellare di neutroni peserebbe più di 1 miliardo di tonnellate (900 miliardi di kg). Questo è più del peso del Monte Everest, la montagna più alta della Terra.

Le stelle di neutroni sono i nuclei collassati delle stelle massicce. Imballano approssimativamente la massa del nostro sole in una sfera del diametro di una città. Ecco un confronto del diametro tipico di una stella di neutroni con la città di Chicago. Grafica via M. Coleman Miller.

Ecco come si formano le stelle di neutroni. Per gran parte della loro vita, le stelle mantengono un delicato equilibrio., La gravità cerca di comprimere la stella mentre la pressione interna della stella esercita una spinta verso l’esterno. La pressione esterna è causata dalla fusione nucleare al centro della stella. Questa fusione “brucia” è il processo attraverso il quale brillano le stelle.

In un’esplosione di supernova, la gravità prende improvvisamente e catastroficamente il sopravvento nella guerra che sta conducendo con la pressione interna della stella per milioni o miliardi di anni. Con il suo combustibile nucleare esaurito e la pressione esterna rimossa, la gravità comprime improvvisamente la stella verso l’interno. Un’onda d’urto viaggia verso il nucleo e rimbalza, facendo esplodere la stella., L’intero processo richiede forse un paio di secondi.

Ma la vittoria di gravity non è ancora completa. Con la maggior parte della stella soffiata nello spazio, rimane il nucleo, che può possedere solo un paio di volte la massa del nostro sole. La gravità continua a comprimerlo, ad un punto in cui gli atomi diventano così compatti e così vicini che gli elettroni vengono violentemente spinti nei loro nuclei genitori, combinandosi con i protoni per formare neutroni.

Così la stella di neutroni prende il nome dalla sua composizione., Ciò che la gravità ha creato è un materiale superdenso, ricco di neutroni – chiamato neutronio-in una sfera di dimensioni cittadine.

Quali stelle di neutroni sono e non lo sono. Se, dopo la supernova, il nucleo della stella ha una massa sufficiente, allora – secondo la comprensione attuale – il collasso gravitazionale continuerà. Si formerà un buco nero invece di una stella di neutroni. In termini di massa, la linea di demarcazione tra stelle di neutroni e buchi neri è oggetto di molte discussioni., Gli astrofisici si riferiscono a una sorta di” massa mancante”, che si verifica tra circa due masse solari (la massa massima teorica di una stella di neutroni) e cinque masse solari (la massa minima teorica di un buco nero). Alcuni si aspettano che questa staffa di massa finirà per essere popolata da buchi neri ultraleggeri, ma fino ad ora nessuno è stato trovato.

L’esatta struttura interna di una stella di neutroni è anche oggetto di molti dibattiti. Il pensiero attuale è che la stella possiede una sottile crosta di ferro, forse un miglio o così spesso., Sotto questo, la composizione è in gran parte neutroni, assumendo varie forme più in basso nella stella di neutroni sono.

Una stella di neutroni non genera luce o calore dopo la sua formazione. Nel corso di milioni di anni il suo calore latente si raffredderà gradualmente da un intial 600.000 gradi Kelvin (1 milione di gradi Fahrenheit), finendo alla fine la sua vita come il resto freddo e morto di una stella una volta gloriosa.

Poiché le stelle di neutroni sono così dense, hanno intensi campi gravitazionali e magnetici., La gravità di una stella di neutroni è circa mille miliardi di volte più forte di quella della Terra. Quindi la superficie di una stella di neutroni è estremamente liscia; la gravità non permette a nulla di alto di esistere. Si pensa che le stelle di neutroni abbiano “montagne”, ma sono alte solo pochi centimetri.

Anatomia di una pulsar. Sono stelle di neutroni che sono orientate in modo particolare rispetto alla Terra, in modo da vederle “pulsare” a intervalli regolari. Immagine via Roen Kelly/ Discovermagazine.com.

Pulsar: come sappiamo delle stelle di neutroni., Sebbene le stelle di neutroni siano state a lungo predette nella teoria astrofisica, non fu fino al 1967 che la prima fu scoperta, come pulsar, da Dame Jocelyn Bell Burnell. Da allora ne sono state scoperte altre centinaia, tra cui la famosa pulsar nel cuore della Nebulosa del Granchio, un residuo di supernova visto esplodere dai cinesi nel 1054.

Su una stella di neutroni, intensi campi magnetici focalizzano le onde radio in due fasci che sparano nello spazio dai suoi poli magnetici, proprio come il fascio di un faro., Se l’oggetto è orientato proprio così rispetto alla Terra – in modo che questi raggi diventino visibili dal nostro punto di vista terreno – vediamo lampi di luce radio a intervalli regolari ed estremamente precisi. Le stelle di neutroni sono, infatti, i cronometristi celesti del cosmo, la loro precisione rivaleggia con quella degli orologi atomici.

Le stelle di neutroni ruotano estremamente rapidamente, e possiamo usare i raggi radio di una pulsar per misurare quanto velocemente. La stella di neutroni a rotazione più rapida ancora scoperta ruota un incredibile 716 volte al secondo, che è circa un quarto della velocità della luce.,

Leggi di più su Jocelyn Bell Burnell, che scoprì le pulsar

L’astronoma irlandese Jocelyn Bell Burnell aveva 24 anni quando notò gli strani impulsi radio provenienti dallo spazio che lei e i suoi colleghi in un primo momento etichettarono affettuosamente LGMs, per “piccoli uomini verdi.”Più tardi, hanno capito che gli impulsi provenivano da stelle di neutroni. Le stelle di neutroni a rotazione rapida viste dagli astronomi terrestri per emettere impulsi radio sono ora chiamate pulsar radio. Immagine tramite Wikimedia Commons.

Altre manifestazioni di stelle di neutroni nella nostra galassia., Si stima che ci siano più di cento milioni di stelle di neutroni nella nostra galassia della Via Lattea. Tuttavia, molti saranno vecchi e freddi, e quindi difficili da rilevare. Le collisioni di stelle di neutroni inimmaginabilmente violente, una delle quali è stata rilevata nel 2017 dagli osservatori di onde gravitazionali LIGO e designata GW170817, si pensa che siano dove vengono creati elementi pesanti come oro e platino, poiché le normali supernove non sono pensate per generare le pressioni e le temperature necessarie.,

Una stella di neutroni che ha un campo magnetico anormalmente forte è nota come magnetar, in grado di estrarre le chiavi dalla tasca da lontano come la luna. L’origine dei magnetar non è ben compresa.

Si pensa che le stelle di neutroni, comprese le magnetar e le pulsar, siano responsabili di diversi fenomeni poco compresi, tra cui i misteriosi Fast Radio Burst (FRB) e i cosiddetti Soft Gamma Repeaters (SGR).

Leggi di più sulle stelle di neutroni:

M. Coleman Miller, professore di astronomia all’Università del Maryland, ha una grande pagina sulle stelle di neutroni.,

Cinque fatti estremi sulle stelle di neutroni, da SymmetryMagazine.org

Conoscere le pulsar, i fari del cosmo, da DiscoverMagazine.com

Quanto sono alte le montagne pulsar?’da LIGO

Sci fi alert! “Dragon’s Egg” di Robert L. Forward (out-of-print) raffigura gli abitanti immaginari della superficie di una stella di neutroni. Claudia ha commentato: “Erano piccoli e densi (ovviamente) e vivevano a una velocità tremenda. È passato un po’, ma lo ricordo come una buona lettura.”Andy ha aggiunto:” Sì, ricordo quel libro! Molto divertente., È incredibile pensare che se la superficie di una stella di neutroni scivola di appena un millimetro, provoca un starquake.”

Linea di fondo: Le stelle di neutroni sono i nuclei collassati di stelle precedentemente massicce che sono state schiacciate ad una densità estrema dalle esplosioni di supernova. Una stella di neutroni non è densa come un buco nero, ma è più densa di qualsiasi altro tipo noto di stella.,