Stelle pulsar
Cultura
LE STELLE PULSAR
Una pulsar, nome che stava originariamente per sorgente radio pulsante, e' una stella di neutroni. Nelle prime fasi della sua formazione, in cui ruota molto velocemente, la sua radiazione elettromagnetica in coni ristretti e' osservata come impulsi emessi ad intervalli estremamente regolari. Nel caso di pulsar ordinarie, la loro massa e' comparabile a quella del Sole, ma e' compressa in un raggio di una decina di chilometri, quindi la loro densita' e' enorme. Il fascio di onde radio emesso dalla stella e' causato dall'azione combinata del campo magnetico e della rotazione. Le pulsar si formano quando una stella esplode come supernova II, mentre le sue regioni interne collassano in una stella di neutroni congelando ed ingigantendo il campo magnetico originario. La velocita' di rotazione alla superficie di una pulsar e' variabile e dipende dal numero di rotazioni al secondo sul proprio asse e dal suo raggio. Nel caso di pulsar con emissioni a frequenze del kHz, la velocita' superficiale puo' arrivare ad essere una frazione significativa della velocita' della luce, a velocita' di 70000 Km/s. Oggi si conoscono circa 500 pulsar, tutte (eccetto una situata nella Piccola Nube di Magellano) appartenenti alla Via Lattea. Probabilmente, pero', le pulsar sono assai piu' numerose: si stima che, nella nostra galassia, ve ne siano intorno a 100.000. Le p. sono osservabili in un ampio spettro di radiofrequenze, che può estendersi da poche decine di MHz a oltre 10 GHz.
Le pulsar furono scoperte da Jocelyn Bell sotto la direzione di Antony Hewish nel 1967, mentre stavano usando un array radio per studiare la scintillazione delle quasar. Trovarono invece un segnale molto regolare, consistente di un impulso di radiazione ogni pochi secondi. L'origine terrestre del segnale fu esclusa, perche' il tempo che l'oggetto impiegava ad apparire era in sincronia con il giorno siderale invece che con il giorno solare e la potenza emessa era di ordini di grandezza superiore a quella producibile artificialmente. La scoperta fu premiata con un Nobel nel 1974 che fu pero' assegnato scorrettamente al solo Hewish. Bell ricevera' 44 anni dopo lo Special Breakthrough Prize con un premio in denaro di 3 milioni di dollari. Il nome originale dell'oggetto fu "LGM" (Little Green Men, piccoli omini verdi) perche' qualcuno scherzo' sul fatto che, essendo cosi regolari, potessero essere segnali trasmessi da una qualche forma di vita extraterrestre. Dopo molte speculazioni, una spiegazione piu' prosaica fu trovata in una stella di neutroni, un oggetto fino ad allora solo ipotizzato, ed oggi la prima pulsar scoperta e' ufficialmente nota come PSR B1919+21. Negli anni 1970-1980, fu scoperta una nuova categoria di pulsar: le pulsar superveloci, o pulsar millisecondo che, come indica il loro nome, hanno un periodo di pochi millisecondi invece che di secondi o piu' e risultano essere molto antiche, frutto di un processo evolutivo lungo. Nel 2004 viene individuata la prima "pulsar doppia" ovvero due stelle pulsar che orbitano una attorno all'altra, in un sistema binario. La scoperta e' opera di un gruppo di ricercatori internazionali, a cui partecipano anche italiani. In quest'ultimo caso, la grandissima precisione degli impulsi ha permesso agli astronomi di calcolare la perdita di energia orbitale del sistema, si pensa dovuta all'emissione di onde gravitazionali. L'esatto ammontare di questa perdita di energia e' in buon accordo con le equazioni della Relativita' Generale di Einstein.
La scoperta delle pulsar ha confermato l'esistenza di stati della materia prima solo ipotizzati, come la stella di neutroni, e impossibili da riprodurre in laboratorio a causa delle alte energie necessarie, gravitazionali e non. Questo tipo di oggetti e' l'unico in cui e' possibile osservare il comportamento della materia a densita' nucleari, anche se solo indirettamente. Inoltre, le pulsar millisecondo hanno consentito un nuovo test della relativita' generale in condizioni di forti campi gravitazionali. Grazie alle pulsar, e' stata possibile la scoperta del primo pianeta extrasolare, e successivamente di altri 10. Sono in corso studi per verificare la fattibilita' di utilizzare le pulsar millisecondo per determinare con precisione la posizione di un oggetto che si muove a migliaia di chilometri all'ora nello spazio profondo.