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Scoperta una nuova stella di neutroni veloce

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Un team di astronomi ha appena scoperto una nuova pulsar, una stella di neutroni a rapida rotazione che emette onde radio nello spazio interstellare. La peculiare stella, o meglio, ciò che ne resta è stata scoperta grazie al radiotelescopio Murchison Widefield Array (MWA)a bassa frequenza.

Il radiotelescopio è installato nella remota regione del Mid West dell’Australia occidentale. È la prima volta che gli astronomi identificano una pulsar con l’MWA, ma credono che sarà la prima di molte altre stelle di neutroni veloci.

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La scoperta della stella di neutroni è solo il primo successo di ciò che verrà dal radiotelescopio Square Kilometre Array (SKA). L’MWA è un telescopio precursore dello SKA.

Pulsar è la denominazione data in origine a una sorgente radio pulsante. Oggi sappiamo che una pulsar è in realtà una stella di neutroni. Tale astro ruota molto velocemente emettendo radiazione elettromagnetica in coni ristretti ad intervalli estremamente regolari.

Nel caso delle pulsar ordinarie, la loro massa è comparabile a quella del Sole, ma è compressa entro un raggio di una decina di chilometri, quindi la loro densità è gigantesca. Il fascio di onde radio emesso dalla stella di neutroni è causato dall’azione combinata del campo magnetico e della rapida rotazione.

Le pulsar nascono quando una stella esplode come supernova di tipo II, mentre le sue regioni interne collassano in una stella di neutroni. La velocità di rotazione di una pulsar è variabile. Nel caso delle pulsar con emissioni a frequenze kHz, la velocità può arrivare ad essere una frazione significativa della velocità della luce.

Nick Swainston studente della Curtin University dell’International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR), ha scoperto la pulsar durante l’elaborazione dei dati raccolti come parte di un’indagine pulsar.

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“Le pulsar nascono come risultato di supernovae: quando una stella massiccia esplode e muore, può lasciare un nucleo collassato noto come stella di neutroni”, ha spiegato Swainston.

“Le pulsar di questo tipo sono circa una volta e mezza la massa del Sole, compressi entro soli 20 chilometri e hanno campi magnetici fortissimi”. Swainston ha spiegato inoltre che le pulsar ruotano rapidamente ed emettono radiazioni elettromagnetiche dai loro poli magnetici.

Una stella di neutroni super veloce

Ramesh Bhat astronomo dell’ICRAR-Curtin, ha spiegato che la pulsar appena scoperta si trova a più di 3000 anni luce dalla Terra e ruota circa una volta al secondo attorno al proprio asse. La nuova stella di neutroni è molto veloce rispetto alle stelle e ai pianeti, tuttavia, la sua rotazione è abbastanza normale tra questo tipo di astri estremamente densi.

Bhat ha aggiunto inoltre che la scoperta della pulsar è stata effettuata utilizzando appena l’1% del volume di dati raccolti per il sondaggio pulsar ancora in lavorazione.

Le pulsar sono molto importanti in quanto vengono utilizzate in molte applicazioni e in diversi esperimenti per testare le leggi della fisica oggi conosciute sottoponendole a condizioni estreme. Una pulsar è un oggetto molto denso, un cucchiaino di materia degenere che compone una stella di neutroni può pesare quanto una montagna.

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Le pulsar sono in grado di sviluppare dei campi magnetici estremamente potenti. I loro campi magnetico possono arrivare a sviluppare un’intensità di 1000 miliardi di volte più forti di quelli che che possiamo rilevare sulla Terra. Per questo motivo una stella di neutroni “pulsar” è ottima per condurre esperimenti sulla fisica impossibili da realizzare in laboratorio.

Il direttore del MWA, il professor Steven Tingay, sostiene che la scoperta apre la possibile ulteriore scoperta di una vasta popolazione di pulsar presenti nell’emisfero australe.

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“Questa scoperta è davvero entusiasmante perché l’ elaborazione dei dati è incredibilmente impegnativa e i risultati mostrano il potenziale per noi di scoprire molte più pulsar con l’MWA e la parte a bassa frequenza dello SKA”.

“Lo studio delle pulsar è una delle aree scientifiche principali per il multimiliardario SKA, quindi è fantastico che il nostro team sia in prima linea in questo lavoro”, ha concluso Tingay.

Pulsar e viaggi interstellari

Da anni si pensa di utilizzare questi le pulsar come fari interstellari per permettere ad ipotetiche navi spaziali di orientarsi nello spazio senza bisogno dell’aiuto delle stazioni di controllo a terra. 

L’idea di utilizzare una stella di neutroni riprende il principio di funzionamento del Global Positioning System (GPS), dove i satelliti sono utilizzati come degli orologi super precisi che continuano ad inviare un segnale. Il rivelatore GPS del nostro telefonino ci geolocalizza perché calcola il tempo intercorso tra l’emissione del segnale da parte dal satellite e il momento nel quale lo stesso segnale viene ricevuto.

Viaggiando nello spazio interstellare il veicolo si muove rispetto alla stella di neutroni e questo ne modifica di una quantità piccola ma misurabile la velocità di rotazione, misurata dagli strumenti. E’ l’effetto simile alla sirena dell’ambulanza in base al quale capiamo se l’ambulanza si avvicina o si allontana.

Combinando le minuscole variazioni nella frequenza dei segnali prodotti da diversi fari cosmici, dei quali sono note le posizioni, si potrà calcolare la posizione di una sonda che naviga attraverso il sistema solare.

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