Scienza

La crosta delle stelle di neutroni è miliardi di volte più resistente dell’acciaio

Le stelle di neutroni sono il risultato dell'evoluzione di stelle di massa pari a qualche volta quella del Sole. Quando queste sono al termine del loro ciclo...

Le stelle di neutroni sono il risultato dell'evoluzione di stelle di massa pari a qualche volta quella del Sole. Quando queste sono al termine del loro ciclo evolutivo, esplodono come supernovae e il nucleo di ferro collassa su se stesso in modo estremamente violento. Nelle stelle piccole come il Sole la contrazione del nucleo cessa quando la pressione degli elettroni all'interno diventa così forte da controbilanciare la pressione degli strati esterni; ma per stelle di massa superiore a circa 1,5 volte quella del Sole la pressione è troppo grande: il collasso prosegue fino a modificare la struttura degli atomi al suo interno. In un atomo normale, gli elettroni si trovano molto distanti dal nucleo, e l'atomo può essere considerato come praticamente "vuoto". L'enorme pressione della stella è così grande da spezzare i nuclei in protoni e neutroni. Gli elettroni si trovano così vicini ai protoni da fondersi con essi, formando altri neutroni. A questo punto la stella è composta solo da neutroni, così vicini che non c’è nemmeno il più piccolo spazio tra uno e l'altro ed il suo diametro è di circa 20 km. La densità raggiunge quindi valori pari a quella dei nuclei atomici, circa 150 milioni di tonnellate al cm3. La stella riesce quindi a frenare il collasso e ad assestarsi in uno stato di equilibrio: la pressione di questo "mare" di neutroni è in grado di bilanciare il peso della stella. La velocità di fuga da un oggetto di questo tipo è dell’ordine di 100.000 km/s, un terzo della velocità della luce! In genere questi oggetti ruotano attorno al proprio asse in maniera estremamente rapida compiendo centinaia e a volte migliaia di giri al secondo.

Immagine artistica di una stella di neutroni.

A questi veri e propri record, adesso ne va aggiunto un altro. Secondo un recentissimo studio basato su simulazioni al computer, infatti, la superficie esterna di questi oggetti collassati sarebbe 10 miliardi di volte più resistente della più forte e tenace lega metallica conosciuta. Scopo della ricerca era quello di valutare se la superficie di una stella si neutroni sarebbe in grado di sopportare il peso di “montagne” costituite da un materiale così denso. Il risultato è stato positivo. La superficie delle stelle di neutroni potrebbe sostenere il peso di irregolarità presenti sulla sua crosta superficiale e queste, a seguito della rapidissima rotazione di questi oggetti, sarebbero in grado di produrre onde gravitazionali che in teoria potrebbero essere rilevate da terra utilizzando speciali “telescopi” interferometrici ad alta risoluzione dedicati all’osservazione di queste perturbazioni dello spazio-tempo.

10 maggio 2009 Mario Di Martino
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