Astronomia: sulle stelle di neutroni le “montagne” sono alte frazioni di millimetri

Nuovi modelli di stelle di neutroni mostrano che le loro "montagne" più alte potrebbero elevarsi solo di frazioni di millimetro rispetto alla superficie sferica, a causa dell’enorme gravità esercitata da questi oggetti ultra-densi

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A causa della loro compattezza, le stelle di neutroni hanno un’enorme attrazione gravitazionale, circa un miliardo di volte più forte della Terra. Questo riduce ogni caratteristica sulla superficie fino a dimensioni minuscole e significa che il resto stellare è una sfera quasi perfetta. Sebbene siano miliardi di volte più piccole che sulla Terra, le deformazioni della sfera perfetta sono comunque conosciute come “montagne“. Studi precedenti hanno suggerito che le stelle di neutroni possono sostenere deviazioni da una sfera perfetta fino a poche parti su un milione, il che implica che queste “montagne” potrebbero essere grandi fino a pochi cm. Questi calcoli presumevano che la stella di neutroni fosse in tensione tale da rendere la crosta vicina alla rottura in ogni punto. Tuttavia, un nuovo modello indica che tali condizioni non sono fisicamente realistiche.

Negli ultimi anni, abbiamo goduto di un’ampia varietà di rilevamenti di onde gravitazionali di coalescenze binarie compatte,” hanno affermato Fabian Gittins, dell’Università di Southampton, e colleghi. “Tuttavia, l’attesa continua per la prima osservazione di una stella di neutroni rotante tramite onde gravitazionali e, finora, sono stati ottenuti solo limiti superiori alle dimensioni delle deformazioni coinvolte”.
Per questi motivi, la massima deformazione del quadrupolo (o montagna) che una stella di neutroni può sostenere è di grande interesse”.

Nella nuova ricerca, gli scienziati hanno utilizzato la modellazione computazionale per realizzare stelle di neutroni realistiche e sottoporle a una serie di forze matematiche per identificare come vengono create le montagne. Hanno anche studiato il ruolo della materia nucleare ultra-densa nel sostenere le montagne.
Gli esperti hanno scoperto che le montagne più grandi così prodotte erano alte solo una frazione di millimetro, cento volte più piccole delle stime precedenti.

Questi risultati mostrano come le stelle di neutroni siano veramente oggetti notevolmente sferici,” ha spiegato Gittins. “Inoltre, suggeriscono che osservare le onde gravitazionali da stelle di neutroni rotanti potrebbe essere ancora più impegnativo di quanto si pensasse in precedenza”.
Sebbene siano oggetti singoli, a causa della loro intensa gravitazione, le stelle di neutroni rotanti con lievi deformazioni dovrebbero produrre increspature nel tessuto dello spaziotempo note come onde gravitazionali”.
Le onde gravitazionali provenienti dalle rotazioni di singole stelle di neutroni devono ancora essere osservate, sebbene i futuri progressi in rivelatori estremamente sensibili come LIGO e Virgo potrebbero essere la chiave per sondare questi oggetti unici“.

Gittins e i coautori hanno presentato la loro ricerca al National Astronomy Meeting 2021 della Royal Astronomical Society (NAM 2021).