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cos'è una pulsar Fonte foto: Shutterstock
SCIENZA

Cosa sono le pulsar e come si formano

Nel 1967 è stata scoperta la prima pulsar, una stella di neutroni che causa questo fenomeno di luce a intermittenza: cos'è, qual è la sua origine e come agisce.

Le pulsar sono stelle di neutroni che emanano segnali radio a intervalli brevi e regolari. Il termine abbreviato pulsar proviene da pulsating radio source, ossia stella pulsante. La prima pulsar è stata scoperta per caso nel 1967, e i suoi segnali intermittenti furono inizialmente presi per segnali radio di extraterrestri! Si tratta, invece, di un fenomeno causato dalla velocità estremamente elevata della rotazione della stella pulsante, che produce radiazioni verso il suo asse magnetico. Quando l’asse di rotazione e quello magnetico non convergono, il flusso delle radiazioni è visibile sulla Terra, proprio come la potente luce di un faro.

Un piccolo faro visto dalla Terra: ecco cosa sono le pulsar

Che cos’è, dunque una pulsar? Le pulsar sono stelle molto dense e compatte che hanno circa le dimensioni di una grande città ma contengono più massa del sole. Sono elementi sferici rotanti altamente magnetizzati, di solito stelle di neutroni ma anche nane bianche, che emettono raggi di radiazione elettromagnetica dai loro poli magnetici.

Le stelle di neutroni hanno periodi di rotazione brevi e regolari. Questo produce un intervallo molto preciso tra gli impulsi, che va da millisecondi a secondi per una singola pulsar. Questa radiazione può essere osservata solo quando un raggio di emissione punta verso la Terra. Come dicevamo all’inizio, possiamo paragonarlo al modo in cui un faro può essere visto solo quando la luce è puntata nella direzione di un osservatore.

Viste dalla Terra, le pulsar appaiono come stelle lampeggianti, coni di luce gialla che si accendono e si spengono regolarmente. In realtà, ciò accade, perché il raggio di luce della pulsar di solito non è allineato con l’asse di rotazione della pulsar stessa. La frequenza degli impulsi di luce rivela anche la velocità con cui la pulsar sta ruotando.

In totale sono state rilevate oltre 2.000 pulsar. La maggior parte di queste, ruota nell’ordine di una volta al secondo (sono le cosiddette “pulsar lente"), mentre sono state rinvenute più di 200 pulsar che ruotano centinaia di volte al secondo (chiamate “pulsar millisecondo"). Le pulsar al millisecondo più veloci conosciute possono ruotare più di 700 volte al secondo!

Che origine hanno le pulsar

Una pulsar non è realmente una stella, o almeno non è una stella “vivente". Come detto in precedenza, la pulsar appartiene, alla famiglia delle "stelle di neutroni" che si formano quando una stella più massiccia del Sole esaurisce il combustibile all’interno del suo nucleo e collassa su sé stessa. Questa morte stellare crea tipicamente una massiccia esplosione chiamata supernova. La stella di neutroni è la densa pepita di materiale rimasta dopo questa morte esplosiva.

Pulsar: alcune caratteristiche

Le stelle di neutroni hanno in genere un diametro compreso tra 12,4 e 14,9 miglia (da 20 a 24 chilometri), ma possono contenere fino a due volte la massa del Sole, che ha un diametro di circa 864.938 miglia (1,392 milioni di km). Un pezzo di materiale delle dimensioni di una zolletta di zucchero proveniente da una stella di neutroni peserebbe circa 1 miliardo di tonnellate (0,9 tonnellate), “circa lo stesso del Monte Everest", secondo la NASA.

L’attrazione gravitazionale sulla superficie di una stella di neutroni sarebbe circa 1 miliardo di volte più forte dell’attrazione gravitazionale sulla superficie della Terra. L’unico oggetto con una densità maggiore di una stella di neutroni è un buco nero, che si forma anche quando una stella morente collassa.

La stella di neutroni più massiccia mai misurata è 2,04 volte la massa del Sole. Secondo Feryal Özel, professore di astronomia e astrofisica all’Arizona State University, specializzato in oggetti compatti e stati estremi della materia nell’universo, gli scienziati non sanno esattamente quanto possano diventare massicce le stelle di neutroni prima che diventino buchi neri.

Özel ha anche evidenziato che il raggio di onde radio emesso da una pulsar potrebbe non passare attraverso il campo visivo di un telescopio terrestre, impedendo agli astronomi di vederlo. Perché le pulsar hanno un moto ondulatorio? Le pulsar ruotano perché ruotano anche le stelle da cui si sono formate, e il collasso del materiale stellare porta all’aumento della velocità di rotazione della pulsar.

La pulsar assorbe materia e quantità di moto da altri corpi celesti, aumentando gradualmente la sua velocità di rotazione. In pratica una pulsar può inghiottire del tutto una stella e succhiarne la sua vita! Da anni le pulsar continuano ad affascinare la comunità scientifica e sono ancora oggi oggetto di studio, utilizzate dagli scienziati per informazioni sulla fisica delle stelle di neutroni che sono il materiale più denso dell’universo (ad eccezione della materia dei buchi neri), ma sono anche studiate per la ricerca di pianeti oltre il sistema solare terrestre e per misurare le distanze cosmiche. Le pulsar potrebbero anche aiutare gli scienziati nell’analisi delle onde gravitazionali, che potrebbero indicare la strada riguardo ad eventi cosmici energetici come le collisioni tra buchi neri supermassicci.

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