Con 2,3 milioni di gradi per un’esistenza di soli 841 anni, la stella di neutroni J0205 è troppo fredda per concordare con un gran numero di modelli che spiegano il raffreddamento di questi singolari oggetti del bestiario cosmico, secondo uno studio condotto da astronomi spagnoli.
Una stella di neutroni è il relitto dell’esplosione di una stella massiccia al termine della sua vita. Se questa reliquia supera una certa massa, si trasforma in un buco nero. Sotto diventa una stella di neutroni, come PSR J0205+6449, il suo nome completo.
Un oggetto straordinariamente denso, con l’equivalente di 1,4 Sole compresso in una sfera con un diametro compreso tra 20 e 30 km. E una rotazione di quindici giri al secondo che genera un potente campo magnetico, accompagnato dall’emissione di raggi X.
Questa trottola cosmica custodisce “informazioni uniche sulle proprietà e sul comportamento della materia in condizioni estreme di densità e campi magnetici”, ricorda lo studio pubblicato giovedì su Nature Astronomy.
Condizioni che non possono essere replicate in laboratorio e per le quali i fisici hanno stabilito modelli, chiamati equazioni di stato. Permettono di descrivere i processi in atto nel cuore di queste stelle, in stati in cui i nuclei degli atomi si disintegrano e i loro componenti si comportano in modi strani.
Sfogliando il catalogo dei due telescopi spaziali XMM-Newton e Chandra, dedicati alla rilevazione delle stelle di neutroni, il team di astronomi spagnoli ne ha individuati tre che si distinguono dagli altri.
“Sulla carta la loro temperatura è molto alta, ma insolitamente fredda per la loro giovane età”, riassume per l’AFP il dottor Alessio Marino, coautore dello studio e membro dell’Istituto di Scienze Spaziali di Barcellona. E non poco, visto che è alto almeno la metà di quello delle stelle di neutroni della stessa età.
– 500 miliardi di gradi –
In genere, la stella nasce “a una temperatura di circa 500 miliardi di gradi e dopo pochi minuti scende sotto i 10 miliardi di gradi”, spiega all’AFP Micaela Oertel, direttrice della ricerca del CNRS dell’Osservatorio di Strasburgo e specialista in materia questi oggetti compatti. Questa temperatura diminuirà poi bruscamente con l’età, dopo un milione di anni.
In questo caso, gli astronomi hanno calcolato le curve di raffreddamento in base all’età, consentendo il confronto con le stelle di neutroni. Hanno determinato questa età osservando la nube residua dell’esplosione originale che ha visto la nascita delle stelle.
Secondo i loro calcoli il più giovane, J0205, avrebbe quindi 841 anni. Una datazione confermata dai resoconti storici degli osservatori del cielo nel Medioevo.
Gli altri due hanno 7.700 anni e tra 2.500 e 5.000 anni, con temperature rispettivamente di 1,9 e 4,6 milioni di gradi. Almeno il doppio di quelle delle stelle di neutroni contemporanee.
Tuttavia, “il raffreddamento della stella è qualcosa che è veramente sensibile alla sua composizione interna”, e in particolare alla sua proporzione di neutroni rispetto ai protoni, secondo Micaela Oertel, che non ha partecipato allo studio.
Il ricercatore accoglie quindi con favore il lavoro “estremamente interessante”, perché restringe il numero di modelli applicabili alle stelle di una certa massa.
In questo caso lo studio conclude che per le stelle di neutroni considerate, questi modelli devono includere un meccanismo di raffreddamento rapido, che è legato alla composizione della stella.
L’interesse di questo lavoro riguarda la fisica fondamentale, per aiutare a comprendere in particolare l’interazione forte, una delle forze fondamentali che governano la materia nell’infinitamente piccolo. Ma anche l’astrofisica, quindi l’infinitamente grande.
Poiché, come spiega la Oertel, “ora sappiamo che la fusione delle stelle di neutroni è la principale fonte di elementi pesanti sulla Terra”, come l’oro o il platino.
