Novembre 28, 2022

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La stella di neutroni “sovrappeso” sfida la teoria dei buchi neri, dicono gli astronomi | buchi neri

Gli astronomi hanno notato la presenza di una stella di neutroni “sovrappeso”, che affermano che l’oggetto misterioso sta confondendo le teorie astronomiche.

La stella supermassiccia è stata prodotta dalla fusione di due stelle di neutroni più piccole. Tali collisioni di solito provocano stelle di neutroni così massicce da collassare in un buco nero quasi istantaneamente sotto la loro stessa gravità. Ma le ultime osservazioni hanno rivelato che la mostruosa stella è rimasta sospesa sull’orizzonte per più di un giorno prima di scomparire alla vista.

“Di solito non si pensa che una stella di neutroni così massiccia con una lunga aspettativa di vita sia possibile”, ha affermato la dott.ssa Nuria Jordana Mitjans, un’astronoma dell’Università di Bath. “È un mistero il motivo per cui questo è stato così longevo.”

Le osservazioni sollevano anche interrogativi sulla fonte dei lampi incredibilmente energetici, noti come lampi di raggi gamma brevi (GRB), che accompagnano le fusioni di stelle di neutroni. È opinione diffusa che queste esplosioni – gli eventi più energetici nell’universo dal Big Bang – eruttano dai poli di un buco nero appena formato. Ma in questo caso, l’esplosione di raggi gamma osservata deve essere stata emanata dalla stessa stella di neutroni, indicando un processo completamente diverso.

Le stelle di neutroni sono le stelle più piccole e dense esistenti, e occupano un posto notevole tra le stelle convenzionali e i buchi neri. È largo circa 12 miglia ed è così denso che un cucchiaino di materiale ha una massa di un miliardo di tonnellate. Hanno un guscio liscio di neutroni puri, 10 miliardi di volte più forte dell’acciaio.

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“È roba strana, strana”, ha detto la professoressa Carol Mondel, un’astronoma dell’Università di Bath e coautrice dello studio. “Non possiamo raccogliere questi materiali e riportarli al nostro laboratorio, quindi l’unico modo in cui possiamo studiarli è quando fanno qualcosa nel cielo che possiamo osservare”.

In questo caso, ha detto Mondel, sembra che qualcosa abbia impedito alla stella di neutroni di “notare quanto sia massiccia”. Una possibilità è che la stella stesse ruotando così velocemente e con campi magnetici così massicci che il suo collasso è stato ritardato – qualcosa come l’acqua che rimane all’interno di un secchio inclinato se oscillava abbastanza velocemente.

“Questo è il primo sguardo diretto che potremmo avere di una stella di neutroni supermassiccio in natura”, ha detto Mondel. “La mia impressione è che ne troveremo altri.”

Le osservazioni inaspettate sono state effettuate utilizzando l’Osservatorio Neil Gehrells Swift in orbita della NASA, che ha rilevato un’esplosione di raggi gamma iniziale proveniente da una galassia a circa 10,6 miliardi di anni luce di distanza. Un osservatorio automatizzato, il Liverpool Telescope, situato nelle Isole Canarie, ha quindi ruotato automaticamente per visualizzare gli effetti della fusione. Queste osservazioni hanno rivelato segni rivelatori di una stella di neutroni ipermagnetica in rapida rotazione.

Ciò indica che la stessa stella di neutroni ha scatenato un’esplosione di raggi gamma, invece di verificarsi dopo il suo collasso gravitazionale. Finora era difficile conoscere l’esatta sequenza degli eventi.

“Eravamo entusiasti di catturare la primissima luce ottica da questo breve lampo di raggi gamma, qualcosa che è ancora praticamente impossibile da fare senza un telescopio robotico”, ha detto Mondel. “La nostra scoperta apre nuove speranze per imminenti rilevamenti del cielo utilizzando telescopi come l’LSST Rubin Observatory, in cui potremmo trovare segnali da centinaia di migliaia di queste stelle di neutroni longeve prima che collassano in buchi neri”.

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“Il team ha trovato prove di una stella di neutroni supermassiccia stabile, che è una scoperta davvero importante”, ha detto Stefano Covino, astronomo dell’Osservatorio Astronomico di Brera a Milano, che non è stato coinvolto nella ricerca.

Ha detto che il lavoro potrebbe fornire nuove intuizioni sulla struttura interna delle stelle di neutroni, che presumibilmente contengono un nucleo di materia esotica, sebbene la forma esatta che questo assume sia sconosciuta.

I risultati sono stati pubblicati in Giornale astrofisico.