Radiazione elettromagnetica e gravitazionale da stelle di neutroni

Recenti studi hanno dimostrato che stelle di neutroni a precessione libera, e a deformazione triassiale, possono dare vita a onde elettromagnetiche e gravitazionali

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Le stelle di neutroni asimmetriche, in rapida rotazione, che subiscono una precessione libera, sono in grado di produrre sia segnali di impulso modulati, che radiazione gravitazionale continua, con specifiche caratteristiche, e quindi diventano delle potenziali, e interessanti, sorgenti astrofisiche multi-messaggere.

Sono stati condotti diversi studi per caratterizzare i segnali di onde elettromagnetiche e gravitazionali, provenienti da stelle di neutroni a processione libera, focalizzati in particolare sulle stelle biassiali; tuttavia, nella maggior parte dei casi, la precessione libera mette in evidenza delle proprietà più complesse nelle stelle di neutroni con deformazione triassiale. In questo studio, i ricercatori hanno introdotto delle estensioni al lavoro precedente e hanno derivato l’evoluzione dinamica di una generica stella di neutroni, a precessione libera, con deformazione triassiale, con approcci sia di natura analitica che numerica.

Se la stella di neutroni viene osservata come una pulsar, attraverso radiotelescopi o con telescopi a raggi X, la precessione libera potrebbe introdurre delle specifiche modulazioni osservabili, sia nella temporizzazione che nella larghezza dei segnali di impulso, a seconda dell’angolo di inclinazione e di altre proprietà della sorgente. Inoltre, la precessione libera di una stella di neutroni con deformazione triassiale potrebbe manifestarsi sotto forma di linee aggiuntive nello spettro delle onde gravitazionali continue, osservabili dai rilevatori di onde gravitazionali, posti a terra, quali LIGO, Virgo e KAGRA.

I ricercatori hanno introdotto un metodo numerico per integrare le equazioni del moto in quei casi generici, dove è difficile derivare delle soluzioni analitiche. I residui di temporizzazione, le modulazioni di ampiezza dell’impulso, così come gli spettri di onde gravitazionali di una stella a precessione triassiale, vengono presentati con esempi concreti. I risultati di questo lavoro possono rappresentare una guida per futuri studi multi-messaggero di stelle di neutroni a precessione libera e a deformazione triassiale.

L’osservazione multi-messaggero di stelle di neutroni con precessione, sarà ancora più promettente con le future osservazioni elettromagnetiche ad alta precisione, e con i rilevatori di onde gravitazionali di prossima generazione (tipo il Telescopio Einstein e il Cosmic Explorer). La combinazione delle proprietà dei segnali radio (o segnali a raggi X) e delle onde gravitazionali continue, relativi a stelle di neutroni con precessione, fornisce agli scienziati la possibilità di ottenere un’informazione valutabile sulle proprietà della sorgente, come per esempio l’angolo di inclinazione e la non asimmetria della stella.

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Queste misurazioni potrebbero fare luce su quelle questioni di vecchia data, inerenti la struttura interna delle stelle di neutroni e l’equazione di stato della materia sopranucleare.

Fonte: scitechdaily.com