Nuovi modelli sulle stelle di neutroni mostrano che le loro montagne più alte possono essere alte solo frazioni di millimetri, a causa dell’enorme gravità di questo oggetti ultra-densi. La ricerca è presentata al National Astronomy Meeting 2021.
Le stelle di neutroni sono alcuni degli oggetti più densi dell’Universo: pesano circa quanto il Sole, ma misurano solo circa 10 km di diametro, dimensioni simili a quelle di una grande città.
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 a dimensioni minuscole e significa che ciò che resta di una stella dopo la trasformazione in stella di neutroni è una sfera quasi perfetta.
Sebbene siano miliardi di volte più piccole che sulla Terra, le deformazioni su questa sfera quasi perfetta sono comunque conosciute come montagne.
Il team dietro il lavoro, guidato dal Ph.D. lo studente Fabian Gittins dell’Università di Southampton, ha utilizzato la modellazione computazionale per costruire stelle di neutroni realistiche e sottoporle a una serie di forze matematiche per identificare come vengono create le montagne.
Il team ha anche studiato il ruolo della materia nucleare ultra-densa nel supportare le montagne e ha scoperto che le montagne più grandi prodotte erano alte solo una frazione di millimetro, cento volte più piccole delle stime precedenti.
Fabian commenta: “Negli ultimi due decenni, c’è stato molto interesse nel capire quanto possono essere grandi queste montagne prima che la crosta della stella di neutroni si rompa, e non riesca più a supportare la montagna“.
Il lavoro passato ha suggerito che le stelle di neutroni possono sostenere deviazioni da una sfera perfetta fino a poche parti su un milione, il che implicava che le montagne potessero essere grandi fino a pochi centimetri.
Questi calcoli presumevano che la stella di neutroni fosse tesa in modo tale che la crosta fosse vicina alla rottura in ogni punto. Tuttavia, i nuovi modelli indicano che tali condizioni non sono fisicamente realistiche.
Fabian aggiunge: “Questi risultati mostrano come le stelle di neutroni siano davvero oggetti straordinariamente sferici. Inoltre, suggeriscono che osservare le onde gravitazionali emesse 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 dalle rotazioni di singole stelle di neutroni devono ancora essere osservate, anche se i futuri progressi in rivelatori estremamente sensibili come LIGO e Virgo potrebbero essere la chiave per sondare questi oggetti unici.