Ci sono alcune cose terrificanti nello spazio profondo, inclusi buchi neri supermassicci, magnetar e lampi di raggi gamma. Ma per anni astronomi e fisici hanno teorizzato che qualcosa di ancora più terrificante potrebbe nascondersi là fuori. Qualcosa in grado di distruggere un’intera galassia! Bene, un nuovo studio potrebbe aver finalmente trovato uno di questi oggetti, e sembra aggirarsi intorno al nostro vicinato galattico.
Questo studio ha esaminato una minuscola stella di neutroni a circa 10.500 anni luce di distanza chiamata HESS J1731–347. Gli astronomi hanno utilizzato i dati del sondaggio sulla mappatura di Gaia per valutare la distanza di questa stella e hanno combinato questa distanza con la luminosità apparente della stella per calcolarne le dimensioni e la massa.
Con loro sorpresa, hanno scoperto che questa stella è più vicina alla Terra di quanto si pensasse e pesa solo 0,77 masse solari (una massa solare equivale alla massa del nostro Sole). Questa massa significa che è troppo piccola per essere una stella di neutroni, poiché servono almeno 1,1 masse solari perché ne nasca una.
Tecnicamente dovrebbe essere una debole stella nana bianca a causa delle sue dimensioni. Tuttavia, HESS J1731–347 è troppo brillante per essere una nana bianca, motivo per cui inizialmente era stata etichettata come una stella di neutroni.
Quindi di che si tratta? Bene, questi astronomi pensano che questa potrebbe essere un tipo di stella fino ad ora sconosciuto, noto come stella strana.
Le stelle sono caratterizzate da una forte pressione generata dalle reazioni nucleari del nucleo che impedisce loro di collassare sotto la loro stessa gravità e trasformarsi in un buco nero. Per le stelle della sequenza principale come il Sole, la fusione dell’idrogeno nei loro nuclei crea la pressione verso l’esterno necessaria per stabilizzarle.
Alcune stelle esauriscono l’idrogeno e iniziano a collassare, ma la pressione nel loro nucleo diventa abbastanza alta da trasmutare la materia in particelle puramente di neutroni. Questi neutroni hanno una forte forza repulsiva tra di loro nota come degenerazione dei neutroni, che crea una pressione verso l’esterno che impedisce a queste stelle di neutroni di collassare in un buco nero.
Le stelle strane iniziano come pesanti stelle di neutroni. Questa pressione aggiuntiva fa sì che i neutroni nel loro nucleo si dissocino e si trasformino in una zuppa di quark (le particelle fondamentali che compongono protoni, neutroni ed elettroni). Esistono diversi tipi di quark, tutti con nomi assolutamente sconcertanti come up, down, charm e strange. In circostanze normali, i quark up e down sono gli unici stabili, ma in queste stelle di neutroni pesanti non è così.
Alcuni dei quark nei loro nuclei si trasformano casualmente in quark strange. Questo stato è contagioso, trasformando i quark adiacenti in quark strani, e così via finché il nucleo dell’intera stella non è che una massa gigante di soli quark strani. Questo fenomeno è noto come materia strana, ed è davvero strano.
Ad esempio, è più denso della materia in una normale stella di neutroni, il che significa che le stelle strane possono essere di dimensioni molto più piccole di una stella di neutroni di massa equivalente. Ma la cosa più strana è che la materia strana è incredibilmente stabile, forse la forma di materia più stabile possibile. Ciò significa che se sfuggisse alla stella, non si trasformerebbe in materia normale (come farebbe il materiale delle stelle di neutroni) e invece rimarrebbe come un ammasso stranamente denso di strani quark.
Se una stella strana entrasse in collisione con un’altra, espellerebbe enormi quantità di materia strana. Ma se questa materia strana espulsa interagisse con la materia ordinaria, accadrebbe qualcosa di terribile. I protoni, i neutroni e gli elettroni nella materia normale si dissocerebbero, trasformandosi in quark, trasmutandosi poi in quark strani e in materia strana. Questa materia trasformata potrebbe quindi continuare a convertire qualsiasi altra materia normale con cui entra in contatto in materia ancora più strana.
Pertanto, se la materia strana fuoriuscisse da una di queste stelle, potrebbe gradualmente infettare l’intera galassia in cui risiede e trasformarla in materia strana omogenea e inattiva.
Tuttavia, tutto questo è basato sulle nostre attuali teorie sulle particelle e non sappiamo ancora se esistano davvero stelle strane, poiché non ne abbiamo mai osservata una.
Ma i risultati di questo studio suggeriscono che HESS J1731–347 sia una stella strana. In realtà, non misuriamo direttamente la massa delle stelle di neutroni. Esiste invece una relazione coerente tra la loro massa e la loro luminosità. Quindi, se sai quanto è lontana e quanto brilla una stella, puoi stimare la sua massa. Ma se la stella di neutroni fosse effettivamente una stella strana, la massa stimata sarebbe troppo piccola.
Questo perché le stelle strane sono molto più dense, il che significa che sono più piccole di una stella di neutroni di massa equivalente. Questo gli conferisce una superficie più piccola e, quindi, non brilla così intensamente come una stella di neutroni di massa equivalente, scartando le nostre stime di massa.
Questo è il motivo per cui gli astronomi pensano che HESS J1731–347 potrebbe essere una stella strana, in quanto questo spiegherebbe la sua massa apparentemente impossibile come una lettura errata a causa della sua classificazione errata come stella di neutroni.
Quindi, questo significa che ora sappiamo che esistono stelle strane? Dovremmo essere terrorizzati dall’apocalisse che porteranno?
Bene, non ci sono stelle in rotta d’impatto con HESS J1731–347, quindi la strana materia al suo interno è al sicuro. Inoltre, è a migliaia di anni luce di distanza, quindi anche se avesse avuto una collisione, la materia strana potrebbe impiegare milioni, se non miliardi, di anni per raggiungerci.
Tuttavia, abbiamo bisogno di ulteriori prove per affermare con sicurezza che abbiamo trovato una strana stella. Dopotutto, HESS J1731–347 potrebbe essere solo una minuscola stella di neutroni, e dovremmo rivalutare la nostra comprensione dei limiti di massa di questi corpi.
Potremmo ottenere questa nuova prova da esperimenti con particelle e ripetute osservazioni di stelle come HESS J1731–347 per scoprire la loro vera natura. Ad esempio, se riuscissimo a trovare una stella simile che orbita attorno a un’altra stella come coppia binaria, potremmo misurare direttamente la sua massa e dimostrare che la sua densità corrisponde a quella di una stella strana e non a quella di una stella di neutroni.
Ad ogni modo, il fatto che potremmo aver trovato una strana stella è incredibile. Ulteriori ricerche potrebbero non solo aiutarci a capire di più sulle stelle e sui loro cicli di vita, ma anche aiutarci a sondare la natura degli elementi costitutivi dell’Universo. Quindi, mentre le stelle strane sono terrificanti, questa scoperta è un’incredibile opportunità per ottenere informazioni approfondite su come funziona il nostro Universo.
