La stella dal cuore superfluido

Il Giornale Online
Nella regione Cassiopeia A, una giovane stella di neutroni si sta raffreddando rapidamente. Due lavori di ricerca indipendenti giungono alla stessa spiegazione: la materia si sta trasformando in uno stato, detto di superfluidità, inesistente sulla Terra e finora mai osservato

di Daniela Cipolloni

Nelle stelle di neutroni, oggetti supercompatti generati dall’esplosione di una supernova, la materia può assumere forme strane e inedite. Si chiama superfluidità ed è una sorta di stato di grazia delle particelle in cui non esiste attrito, non c’è viscosità, i livelli di energia tendono a zero. Si pensa che nelle stelle di neutroni questa ”atarassia” della materia si verifichi anche a temperature di milioni di gradi. Qualcosa di inconcepibile sulla Terra e irripetibile in laboratorio.

Per la prima volta, due gruppi indipendenti di scienziati hanno trovato evidenze forti dell’esistenza di un tale fenomeno nel cuore della stella di neutroni in Cassiopeia A. Un cuore denso, di misteri e di materia. “Quella in Cassiopeia A è una stella di neutroni brillante nei raggi X, famosa perché è una delle poche di cui conosciamo l’età esatta, circa 330 anni, nata da una supernova esplosa intorno al 1680″, la presenta Paolo Esposito, astrofisico dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Cagliari. Da tempo dà filo da torcere agli scienziati. “Nononostante sia stata oggetto di moltissime osservazioni, nessuno è riuscito a misurarne la pulsazione, ovvero il periodo di rotazione, uno dei parametri basilari delle stelle di neutroni”. Attraverso un’analisi dettagliata del suo spettro di emissione elettromagnetica è stato possibile perlomeno dedurre la sua temperatura e sono arrivate le sorprese.

Cassiopeia A si sta raffreddando rapidamente. Secondo i calcoli di Craig Heinke e Wynn Ho, effettuati sulla base delle misurazioni del satellite Chandra della NASA, la stella ha perso il 20 per cento della sua luminosità da quando è stata scoperta nel 1999, il che equivarrebbe a una diminuzione del 4 per cento della temperatura superficiale. Questa “emorragia” di calore potrebbe essere spiegata ipotizzando che una frazione di neutroni si stia trasformando in superfluido, affermano Danny Page http://arxiv.org/abs/1011.6142, della National Autonomous University of Mexico a Città del Messico, e colleghi in un articolo che sarà pubblicato su Physical Review Letters. Alla stessa conclusione http://arxiv.org/abs/1012.0045 è giunto un altro gruppo che comprende Heinke e Ho (lo studio apparirà su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters).

Spiega Esposito: “Il nucleo delle stelle di neutroni è così denso che i nuclei degli atomi si dissolvono, lasciando un superconcentrato di neutroni e, in minima parte, di elettroni. Non sono chiari i meccanismi con cui una stella di neutroni si raffredda, ma sotto certe condizioni è plausibile che i neutroni si possano aggregare manifestando proprietà quantistiche e caratteristiche di superfluidità. In queste circostanze, si avrebbero emissioni di neutrini, particelle quasi inafferrabili che attraversando la stella le porterebbero via energia e calore, ma ad un tasso molto differente da quello previsto per altri meccanismi di raffreddamento”.
I calcoli tornano a meraviglia. “È un risultato molto bello, ma serve cautela”, nota l’esperto di pulsar. “Si tratta di un’interpretazione ottenuta a partire da certi assunti di partenza. Entrambi i risultati infatti si basano su complessi modelli per stimare le temperature della stella dalla sua luminosità, anziché effettuando misurazioni dirette”. Se Page e colleghi hanno ragione lo sapremo tra qualche anno, perché allora si avvereranno le previsioni sul futuro sempre più freddo di Cassiopeia A.

(INAF)
Fonte: http://www.media.inaf.it/2011/02/07/cuoresuperfluido/

La stella dal cuore superfluido ultima modifica: 2011-02-08T11:47:57+00:00 da Richard
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Richard

Noi siamo l'incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all'autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)