La massa di una stella calcolata con la Teoria della Relatività di Einstein

Sfruttando un fenomeno previsto dalla Teoria della Relatività Generale è stata calcolata la massa di una stella.

lente-gravitazionale-apertura
Sfruttando l'effetto lente gravitazionale sulla luce di una piccola stella si è potuto calcolare la massa di una nana bianca.

La sigla è di quelle che dicono poco: Stein 2051B. Indica una nana bianca, ossia una stella al termine della propria vita: è un "oggetto" estremamente compatto e di elevata densità. Ed è la prima stella lontana che siamo riusciti a "pesare" grazie a Einstein e alla sua Teoria della Relatività Generale.

 

Il lavoro è stato condotto tra il 2014 e il 2015 con una serie di osservazioni effettuate con il telescopio spaziale Hubble. Lo studio, riportato da Science (sommario, in inglese), afferma che Stein 2051B ha una massa equivalente al 68% circa di quella del Sole.

 

Come funziona. Per calcolare la massa della nana bianca il gruppo di ricercatori ha utilizzato un fenomeno naturale nell'Universo, quello delle lenti gravitazionali.

 

La lente gravitazionale è un fenomeno fisico spiegato dalla Teoria della Relatività Generale caratterizzato dalla deflessione della luce (per semplificare) emessa da una sorgente (per esempio una stella o un'intera galassia) per effetto di una massa (per esempio una galassia) posta tra la sorgente e l'osservatore (la Terra, un telescopio spaziale...).

 

 

Solitamente le lenti gravitazionali sono l'effetto di masse gigantesche, come una galassia. In questo caso, però, a deflettere la luce è una piccola stella, con massa piccola, perciò è più opportuno parlare di microlente gravitazionale. Kailash Sahu, dello Space Telescope Science Institute di Baltimora (Stati Uniti), ha misurato l’effetto lente prodotto da Stein 2051B sulla luce di un stella posta quasi alle sua spalle rispetto alla Terra.

 

In un articolo del 1936 Albert Einsten si diceva poco fiducioso sulla possibilità di evidenziare l'effetto di una lente gravitazionale.

Einstein non ci credeva. Nonostante la Teoria della Relatività lo prevedesse, ancora nel 1936 (vent'anni dopo la formulazione), Einstein si chiedeva se mai un giorno si sarebbe potuto osservare il fenomeno.

 

Per lo scienziato, l’effetto gravitazionale era troppo debole per poter essere osservato: disponeva però di strumenti piuttosto limitati.

 

Andrea Bellini, che ha partecipato alla ricerca, ha affermato che lo studio è stato estremamente complesso, perché la stella deviata è 400 volte più debole di quella che causa la deviazione: «È come avere visto l'immagine di una lucciola che passa davanti a una lampadina da 100 chilometri di distanza, scostata di un millimetro dalla sua strada nell’arco di due anni».

 

Lo studio e i risultati sono particolarmente importanti, per l'applicazione pratica dello strumento della lente gravitazionale e perché un quarto delle stelle dell’Universo diventeranno nane bianche e questo ha implicazioni importanti sullo studio delle stelle e del futuro dell’Universo.

 

09 Giugno 2017 | Luigi Bignami