Lasagne di neutroni

n. 532

monica

La mia carissima amica A. circa quindici anni fa frequentava un ragazzo a cui avevo affibbiato il soprannome di stella a neutroni. Lei, fisica come me, lo sapeva e concordava. Sembrava una cosa carina essere indicato come una stella brillante del cielo, vero? No, per niente. Perché la stelle a neutroni sono pesantissime. Pensate che un cucchiaino della loro materia pesa 1 miliardo di tonnellate, cioè più di tutto il peso dell’umanità, pari a 0,4 miliardi di tonnellate.

Con questa densità, anche la forza di gravità è incredibile, tant’è che le stelle a neutroni sono i parenti prossimi dei buchi neri: per lasciare la superficie di una stella a neutroni, occorre muoversi a una velocità pari alla metà di quella della luce (150.000 chilometri al secondo contro la bazzecola di 11 chilometri al secondo sulla Terra!). Ancora oggi le stelle a neutroni hanno qualche segreto da svelare.

Uno studio appena pubblicato per esempio ha descritto la pasta nucleare di questi favolosi oggetti. La pasta nucleare è quello strato di materia situato fra la crosta superficiale (spessa circa 1 km) fatta di ferro e la parte più interna, formata da un miscuglio ultra-denso di quark  e gluoni (in quelle condizioni estreme infatti i neutroni si spaccano nelle loro componenti, i quark, e i gluoni sono quelle particelle che tengono insieme i quark). Ebbene la pasta nucleare consiste in un insieme ordinato di materia: lì neutroni, qualche protone e qualche elettrone formano delle strutture regolari.

Gli astrofisici ritengono che queste forme siano dettate dalla competizione fra forze di attrazione o repulsione fra le particelle. A seconda delle radiazioni emesse delle stelle, si può dedurre in quale fase si trova la pasta. E dato che i fisici sono persone con un certo senso dell’umorismo, le fasi sono state chiamate fase dei gnocchi, fase della lasagna, fase delle penne.

monica

Nella foto (Credit: C. J. Horowitz, et al. ©2015 American Physical Society) c’è una simulazione della fase delle lasagne: sono strati regolari a) b) e c) mentre nel caso d) è evidenziato un difetto della struttura, a forma di elica. E sono proprio i difetti le cose più interessanti! Per esempio, una stella a neutroni gira su stessa fino a 700 volte al secondo (uau, mi gira la testa solo ad immaginarlo!). Le stelle a neutroni più vecchie rallentano così tanto da  impiegare più di 12 secondi per completare un giro. Come mai?

Forse la spiegazione è proprio in un difetto della pasta nucleare: le impurità della pasta rendono la pasta stessa meno conduttiva dal punto di vista termico ed elettrico (cioè calore ed elettricità fanno più fatica ad andare da un punto all’altro) e quindi anche il campo magnetico si indebolisce. E se il campo magnetico diventa più debole, allora diminuisce anche la forza che mette in moto rotatorio la stella, che raggiunge così la velocità minima di rotazione. Insomma, anche le stelle a neutroni invecchiano. PS L’ex fidanzato della mia amica nel frattempo si è sposato felicemente.

 

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