Le stelle di neutroni più mansuete del previsto

Compatte, dalla massa simile a quella del Sole ma di gran lunga più piccole. Parliamo delle stelle di neutroni, corpi celesti la cui struttura è sostenuta dalla pressione di neutroni liberi e che da sempre affascinano gli astronomi. Si tratta di oggetti dotati di un’altissima densità e di un campo gravitazionale superficiale cento miliardi di volte più intenso di quello della Terra. Le stelle di neutroni vengono chiamate anche stelle degeneri, come anche altri corpi celesti estremamente compatti. Le stelle di neutroni, che si formano quando una stella massiccia collassa, sono note per avere i campi magnetici più intensi misurati nell’Universo.

Ciò che ha sempre interrogato gli esperti è perché alcune stelle di neutroni risultano essere più magnetizzate rispetto ad altre. A rispondere a questa domanda hanno pensato Konstantinos Gourgouliatos e Andrew Cumming, due fisici della McGill University, il cui studio è stato pubblicato su Physical Review Letters. I loro risultati potrebbero aiutare gli scienziati a misurare la massa e il raggio di questi corpi stellari e acquisire così conoscenze sulla fisica della materia a densità estreme.

Studi precedenti avevano già suggerito che il campo magnetico di una stella di neutroni potesse rompersi in anelli più piccoli e indebolirsi nel corso del tempo, con l’invecchiare della stella – un fenomeno fisico noto come cascata turbolenta. Ci sono comunque diverse stelle “di mezza età” (ciò vuol dire da un milione a pochi milioni di anni), che sono note per avere campi magnetici relativamente forti, e ciò ha per anni lasciato gli scienziati senza una soluzione, perché non riuscivano a far combaciare i modelli teorici con le osservazioni reali.

Per questo i due fisici hanno condotto una serie di simulazioni al computer, che hanno mostrato come il campo magnetico si evolva rapidamente nei primi anni di vita della stella di neutroni – come previsto – per poi rallentare questo processo col passare del tempo. È stato rilevato, infatti, che in tutte le simulazioni, non importa come fosse allo stato iniziale, il campo magnetico col tempo ha assunto una particolare struttura e la sua evoluzione è drammaticamente rallentata. “Una cascata in un campo magnetico è simile a ciò che accade quando aggiungete la crema nel caffè e mescolate: la crema rapidamente si divide in porzioni più piccole e si mescola nella bevanda”, ha spiegato Cumming. “La previsione iniziale era che croste della stella di neutroni potessero fare lo stesso ai loro campi magnetici. Con le nostre simulazioni, invece, abbiamo scoperto che la struttura del campo magnetico effettivamente rimane abbastanza semplice – come se la crema si rifiutasse di mescolarsi nel caffè”.

I due fisici hanno chiamato questo effetto “Hall attractor”, rifacendosi all’effetto Hall che gli astrofisici credono sia legato all’evoluzione del campo magnetico superficiale delle stelle di neutroni.

Per saperne di più:

Leggi qui lo studio: “Hall Attractor in Axially Symmetric Magnetic Fields in Neutron Star Crusts”, di  Konstantinos N. Gourgouliatos e Andrew Cumming

Fonte: Media INAF | Scritto da Eleonora Ferroni