Le pulsar altro non sono che stelle di neutroni, ossia quanto rimane di stelle primordiali molto massicce dopo che sono esplose come supernova. Un’enorme massa (superiore a quella del Sole) concentrata nelle dimensioni di un piccolo asteroide. Spesso il $campo$ magnetico fortissimo che è associato a questi residui stellari emette fasci di luce e soprattutto onde radio, concentrate in un getto che ruota con la stella facendola assomigliare ad un faro cosmico (vedi filmato a fianco). Visto da terra sembra quindi che l’oggetto pulsi. La rotazione è velocissima andando da decine fino a centinaia di giri al secondo. Ma mentre le prime rotazioni sono comprensibili, le seconde necessitano di un qualche aiuto per velocizzarsi in tal modo. L’idea a lungo ipotizzata era che una compagna “normale”, riempiendo il suo lobo di Roche (ricordate?), cominciasse a regalare materia alla pulsar e questo flusso continuo aumentasse di molto la velocità angolare del corpo supermassiccio. Tuttavia mancava l’$anello$ mancante, ossia non si erano mai visti sistemi doppi di questo tipo con una pulsar ultrarapida. La spiegazione teorica diceva: mentre il materiale della stella normale cade sulla pulsar si crea il tipico disco di accrescimento e questo blocca il fascio del faro cosmico. Ma nessuna prova osservativa era a disposizione. Oggi finalmente abbiamo visto il fenomeno in diretta!
A circa 4000 anni luce da noi vi è una pulsar ultraveloce (592 giri al secondo!), scoperta nel 2007 attraverso il radio telescopio della West Virginia (NRAO) e chiamata J1023. Una ricerca accurata su vecchie osservazioni ha però mostrato che lo stesso oggetto era già stato osservato nel 1999 mostrando solo una stella simile al Sole. Nel 2000, improvvisamente, si osservò un disco di materia ruotante intorno ad una stella a neutroni, ma senza segni di pulsazione. Nel 2002 il disco scomparve del tutto ed oggi ecco una bella pulsar ultrarapida! In altre parole, abbiamo assistito alla fase in cui il fascio radio era nascosto e poi alla sua dissolvenza fino all’apparizione del fascio radio.
Vale la pena ricordare un po’ più dettagliatamente cosa sono i lobi di Roche di un sistema doppio quasi a contatto. Per far ciò utilizziamo una figura “matematica”, gli ovali di Cassini, che vengono definiti come il luogo dei punti per cui il prodotto delle distanze da due punti fissi detti fuochi rimane costante (figura 1)
Figura 1. Gli ovali di Cassini rappresentano molto bene ciò che succede attorno a due stelle S1 e S2 (in questo caso di massa uguale). Intorno a S1 o S2 vi sono dapprima curve quasi circolari che poi si trasformano in una specie di 8 ed infine diventano delle ellissi che avvolgono entrambi gli oggetti. Queste curve rappresentano le superfici equipotenziali del $campo$ gravitazionale. All’interno dell’8 i punti risentono soltanto della gravità di S1 oppure di quella di S2. Al di fuori dell’8 i punti risentono della gravità di entrambe le stelle. L’8 descrive una condizione limite ed è l’unica curva che permette il passaggio da una all’altra stella. Infatti se S1 riempisse tutto il suo pezzo di 8 il gas comincerebbe a scorrere verso S2. E’ così che le stelle si scambiano materia. L’8 prende il nome di Lobi di Roche del sistema doppio. Se le masse fossero diverse, l’8 si deformerebbe ed una parte sarebbe più grande dell’altra.
La figura 2 mostra una simulazione del sistema formato da una stella di neutroni (molto più piccola, ma molto più massiccia) e della sua compagna simile al Sole, che ha riempito il proprio Lobo di Roche. La materia esce e comincia a spiraleggiare verso l’altra creando un disco di accrescimento. Questo disco tende a velocizzare la rotazione della stella neutroni, il cui $campo$ magnetico estremamente intenso potrebbe scagliare il getto radio verso l’esterno e diventare osservabile una volta che la materia del disco scomparisse. E’ nata una pulsar.
Figura 2. La pulsar J1023 a sinistra. Alla sua destra vi è una stella di tipo solare che riempie completamente il suo Lobo di Roche e scarica il suo gas verso la compagna, piccolissima, ma estremamente massiccia. Questa materia ruota attorno alla stella di neutroni e forma il disco di accrescimento. Quando la materia finisce di scorrere, il disco sparisce e il fascio radio si rende osservabile.
@ enzo
chiaro ed esauriente come al solito!
il fenomeno delle pulsar è veramente affascinante… appena a casa rileggo con calma… merita assolutamente un approfondimento……….
ma si può osservare una pulsar con strumenti amatoriali?… 🙄
sorrisograzienzo 😀
@enzo
un dubbio che non mi sono mai posto ma che mi è sorto adesso leggendo l’articolo…il disco di accrescimento è proprio un disco o è una sfera? Mi verrebbe da dire un disco, posto sul piano equatoriale della stella neutronica, un pò come avviene per gli anelli di Saturno…(e poi se l’hanno chiamato disco sarà un disco no?!)…ma allora perchè il getto radio espulso dalla stella diverrebbe visibile solamente una volta sparito il disco???
Grazie
@Paola,
non credo, o quantomeno non ad occhio…magari Pier lo sa…
@Lampo,
si il disco è proprio un disco o quantomeno una ciambella ruotante. La seconda parte è molto interessante. Dunque, in realtà il fascio viene emesso lungo la linea dell’asse magnetico che forma un angolo abbastanza grande con l’asse rotazionale. Se quest’angolo fosse troppo piccolo non ci sarebbe l’effetto “faro” e bisognerebbe avere la fortuna di essere proprio allineati con quella direzione.
Quindi per angoli grandi è facile che il disco, non strettissimo, disturbi il getto. Inoltre può darsi, ma non ne sono sicuro, che l’interazione della materia che cade pregiudichi la creazione del fascio.. Mmmm, devo analizzare più in dettaglio…comunque ottima domanda!!!
@lampo,
accidenti che fessacchiotti che siamo…. è ovvio che disturba… la stella a neutroni è piccolissima e quindi viene completamente avvolta dentro al disco!! Uno lo dice e poi non pensa più alle dimensioni di pochi chilometri che sono un niente rispetto ad un disco di gas per piatto che sia ….. ❗
Cavolo è veroo!!! Il disco benchè sottile che sia (nei confronti dell’altra stella), per quella di neutroni avrà sicuramente uno spessore abbastanza grande da quasi avvolgerla…ci si poteva arrivare… 😳
Grazie come sempre! 😉
@ enzo….
vedi che faccio bene io a dire … prima rileggo con calma….. 😉 😆
@Lampo,
adesso le vivace donzelle mi prenderanno in giro …. ben mi sta!!!
@paola
chiamato in ballo…
francamente non saprei, ma probabilmente penso di sì, dato che oramai con le tecnologie moderne si è arrivati a livelli inimmaginabili fino a qualche anno fa: con un telescopio di “appena” 35cm e un sensore “ultramoderno” si riescono ad ottenere foto (con tempi di posa di minuti) fino a qualche anno fa possibili solamente con telescopi della portata di Monte Palomar (con tempi di posa di ore!).
Comunque il modo più sicuro di osservare le pulsar è… con Celestia!! 😉
sorrisopulsante
@Pier,
penso che Paola intendesse ad occhio nudo… Con un CCD è facilissimo, ovviamente. la pulsar del granchio ha una magnitudine di 16.5, una sciocchezza oggi …
@ enzo e pierluigi
io avevo scritto con strumenti amatoriali….
@ enzo
cos’è un CCD????
evviva l’ignoranza! 😆 😆 😆 😆
@Paola,
infatti l’avevo immaginato… Dunque il CCD è cio che oggi ha preso il posto della vecchia lastra fotografica. Il suo nome è l’acronimo di Charge-Coupled Device ed in pratica trasforma l’energia elettromagnetica che arriva dagli astri in segnali elettrici che poi si possono ricostruire come immagine. E’ molto più sensibile delle lastre ed è alla portata anche degli amatori… magari pierluigi ne ha uno….
@paola
beh magnitudine 16.5 è decisamente al di fuori della portata di strumenti amatoriali e visivamente…
I CCD (Charge Coupled Devices) invece sono il sogno fatto realtà per gli astronomi: si tratta di dispositivi elettronici che amplificano la luce che ricevono in un rettangolino chiamato sensore e la trasformano in segnali elettrici. Non sono un prodotto nuovo, ma la tecnologia fa passi da gigante nel campo… Insieme a loro ci sono i sensori CMOS…
Sono proprio questi i sensori che si trovano nelle fotocamere digitali, nelle webcam e nelle videocamere, ovviamente con le dovute differenze: le caratteristiche e le prestazioni, entrambe strettamente collegate al costo, un bel po’ elevato!!!
Una 500 e una Ferrari sono due automobili, ma con delle impercettibili differenze di prestazioni e di prezzo… 😯
@enzo
ci siamo quasi sovrapposti…
No non ne ho uno (ma magai se qualcuno me lo volesse regalare… 😉 ), ma la mia fida Nikon D90 ne possiede uno all’interno (ma in realtà è un CMOS) ottimo comunque…
Quelli per telescopi sono però tutto un altro pianeta…
@Pierluigi,
pensare che negli osservatori a volte li buttano via perchè sorpassati…. A te magari andrebbero più che bene anche se con qualche pixel “fottuto” 😉
COOOOSAAAA??????
accidenti se andrebbero bene!!! 😐 😈 ➡ 😯 🙂 😕 😎 👿 😀 💡 😳 😛 🙄 😉 😥 😮 😆 😡 🙁 ❗ ❓
csd csd…questo nome mi ha tormentato sin dall’inizio. ma adesso hanno un costo più accessibile? posso condividere una bella notizia (alemno per me) vado in cina a godermi l eclissi del 22/ luglio!!!!!! ip ip urrà!!!
al ritorno spero di condividere belle foto! con la canon 400 … le mie finanze sono un pianto! 😥 😥
@enzo
l’evento è spettacolare…in teoria con celestia possiamo “rivedere tutto il fenomeno”?
@francisca
penso che ci sia un add-on sulle pulsar con il Lobo di Roche e simili…
scatta milionate di foto che poi le pubblichiamo!!
Se ti riesce, prova anche a fotografare la gente, per cercare cogliere lo stupore delle persone davanti ad un evento unico, nel momento della totalità!!
sorrisocanonico
@Francisca (accidenti un’altra quasi francesca …. :razz:)
vedere un’eclisse totale è un’emozione tale che non può certo essere riprodotta in alcun modo. sia per l’evento in sè, ma anche per i momenti che la precedono con la luce che sparisce velocemente, gli animali che emettono i loro suoni, ed una paura atavica che torna in tutti noi. Pochi anni fa hanno tutti parlato dell’eclissi QUASI totale che è stata vista in Italia, e sembrava una cosa eccezionale. bene, vedrai che era niente al confronto. La totalità è una cosa unica: la corona solare, le stelle, quel disco nero che incombe….altro che eclisse parziale (nemmeno un 90% può dare una solo pallida idea).
Buon viaggio!!!!
@enzo
hai perfettamente ragione, difatti parto più che altro per condividere questa emozione con mia figlia….e qui in italia è troppo il là! voglio impressionarla!!!!!! cmq sono sempre io…la francesca che voleva trasformarsi in sailor moon!!! per il momento siamo asncora a quota 2!!! 😀 😀
@pier
hai avuto un idea fantastica! all’espressione delle persono non avevo proprio pensato! great!
uffa…però adesso rimani francisca e non cambiare più!!!! se no vado di nuovo in tilt….. Che grande mamma che sei…un regalo così è meraviglioso. Spero che avrai tempo e occasione di andare a vedere l’armata dei guerrieri di terracotta….penso valgano come un’eclisse totale… Io dovevo andarci molto tempo fa, avevo già il visto e poi è succeso il caos della rivolta giovanile e hanno bloccato tutto…accidenti!!!
@enzo
assolutamente no! non lo farò mai più! 😉 questa volta sono riuscita a prendere solo una settimana quindi non so cosa riuscirò a vedere a parte l’eclissi! e pensa che due anni fa c’ero andata solo con l’intento di vedere i guerrieri…invece non siamo riusciti ad organizzarci e abbiamo visto tutt’altro, anche se è stata cmq una bellissima vacanza! per associazione di pensiero: che fine ha fatto la rivista newton? era li che avevo letto per la prima volta della super armata dei guerrieri! era una bellissima rivista secondo me altro che focus!
@ pierlu ed enzo…..
carinissimi a rispondermi in STEREO!!!!! 😀
@ pierluigi
ho letto una cosa interessantissima…. forse anche per me… quall’affare là il CMOS che è nella tua nikon D 90 sai per caso se c’è anche nella canon EOS 450D… me l’hanno appena regalata per la mia laurea e non so dove guardare per vedere se c’è… il manuale è un romanzo!!!!
però po mi viene un dubbio come si fa a vedere pulsare una pulsar su una foto????????
sorrisopulsante(F11) 😀
@paola
anche la tua 450D ha un sensore CMOS come la mia D90: sono entrambe dei capolavori di fotocamere, ma la mia fa pure i filmati (è la prima reflex che li può fare!!! 😛 ), i famosi AVI ! 😉 😯
Sì, i manuali sono veramente voluminosi, ma il fatto è che sono veramente complesse: pensa che dentro c’è un computer che fa tutto, pure modificare le foto (almeno la mia), cosa che faresti poi con PhotoShop e affini…
Per la pulsar è semplice! Non si vedrà mai pulsare! 592 giri al secondo renderebbero la foto un po’ mossa! Ma anche 10 giri al secondo…
sorrisomafunzionaF11?
@ pierluigi
wow bellissima notizia, spero di riuscire ad adattarmi velocemente dalla reflex manuale a quella digitale… mah… dovrei forse avere un po’ di tempo in piu!!!
F11??? ma perchè tu pensi che tra le montagne di carta stampata di tutti i tipi e di tutti i generi esistenti nella mia tana sia facile ritrovare il manuale??? ho persino fatto una spedizione nel box …. 😈 👿
(ho guardato l’eclissi su celestia……. decisamente suggestiva!) ssst parlo sottovoce perchè non è di questo topic 😆 😆 😆 😆 😆
@ Enzo
Chiaro il concetto di lobo di Roche e la relazione gravitazionale che lega una stella solare ed una di neutroni…
il processo di trasferimento di materia verso la pulsar è reversibile?… nel senso che la stella solare, perduta una parte di massa, rientra nel suo lobo di Roche… o la stella solare è destinata a scomparire per effetto dell’attrazione della pulsar?
… e, se è reversibile, nel momento in cui cessa il trasferimento di materia e, conseguentemante, la formazione del disco di accrescimento, la velocità della pulsar non dovrebbe ridursi e ritornare al punto di partenza?
ciao
x francisca: quando vedrai il totale impazzirai per le emozioni che ti darà. E’ una esperienza unica che io vissi nel 1999 a Monaco di baviera dove mi misi sull’autostrada a rincorrere il sole negli spazi lasciati liberi dalle nuvole. Ha ragione Enzo: fino a quando non scompare l’ultimo spicchio di sole appena appena ti accorgi che la luce è diminuita un po’. Poi tutto avviene così in fretta….. La cosa che più mi fece impressione è l’ombra che ti viene addosso con una velocità impressionante eppoi vedere il disco nero della Luna sul Sole circondato dalle fiamme e dal bagliore della corona.
BELLISSIMO!!
Ps: quella cinese sarà anche la più lunga da vedere in giro per il mondo per un bel po’ di anni.
@ pierluigi
comunque su celestia non c’è j1023 🙁 e neanche quella del granchio… e le pulsar che ci sono non pulsano (almeno quelle che sono andata a guardare io!) 😉 😆 😆
@ tutti
però su wiki&pedia sotto la voce “pulsar del granchio” c’è l’immagine della pulsar che pulsa!!!
e non mi sembra una simulazione…….. 😉 esperti cosa ne pensate?
a me sembra si sposi benissimo con la descrizione dell’articolo!
@ francisca
caspita che fortuna!!! immagino che sarà un’esperienza indimenticabile!!!
mi raccomando, appena torni raccontaci tutto! 😉
@francisca,
peccato … no, non so proprio la fine di newton (rivista)
@Antonio,
si, la stella solare torna nei ranghi e magari poi ricomincia. In effetti le pulsar tendono a rallentare sempre, siano veloci che superveloci, ma non con la stessa rapidità con cui ci sono arrivate.
@Paola,
dovrebbe essere vera quell’immagine…d’altra parte 30 giri al secondo non sono molti …
@ enzo
tu scrivi: Ma mentre le prime rotazioni sono comprensibili, le seconde necessitano …………………..” in che senso le prime sono comprensibili?
Cioè, sono comprensibili sulla base degli effetti dell’esplosione… solo che non conoscendo bene questo processo( cioè l’esplosione e via dicendo…)…. non riesco a percepire la “comprensibilità” 😉
potresti aiutarmi ???? 😕 😳 😉 😀
@Paola,
le rotazioni veloci fino ad un certo livello sono comprensibili proprio per il fenomeno di creazione di una stella di neutroni. E’ lo stesso che capita per il pattinatore sul ghiaccio. se stringe le braccia ruota più veloce. Questo perchè diminuisce il suo momento d’inerzia e, per conservare il momento angolare (dato dal prodotto tra momento d’inerzia e la velocità di rotazione), è costretto ad aumnetare la velocità di rotazione. Una stella di neutroni era enormente grande e si è ridotta improvvisamente di dimensioni (ha avvicinato le … braccia) e quindi deve ruotare più velocemente. ma non oltre un certo limite… Per andare oltre, ha bisogno di un ulteriore “spinta” e questa gliela dona la materia che cade su di lei…. OK?
ok grazie … tutto chiarissimo… (devo solo andare a rivedere qualche concetto di fisica di base che ho saltato… 😳 ) ma il discorso adesso mi è assolutamte chiaro…..
muciasgracias 😀
Domandina sulle Pulsar e su tutte le stelle a rapidissima rotazione: ma la forza centrifuga gioca qualche ruolo nella misura del diametro della stella stessa, o la gravità dovuta alla grande massa la rende ininfluente?
scusa baol,
cosa intendi con “la forza centrifuga gioca nella misura del diametro”? Il diametro è definito dal collasso della stella originaria….non penso di aver capito cosa intendi chiedere ?
Penso intenda che come la forza centrifuga renda la terra un po’ + schiacciata ai poli e rigonfiata all’equatore, allo stesso modo se una stella neutronica risenta di questo rigonfiamento aumentando un pò il proprio diametro…
Secondo me è come dici tu Baol nella seconda parte…la massa della stella neutronica è così grande e concentrata che la forza centrifuga è totalmente ininfluente.
Esatto, intendevo proprio quello; grazie, ora ho capito.
si, si, ha ragione lampo in quel senso. d’altra parte un oggetto ad alta densità non può deformarsi come un liquido o un gas. Già oggetti rocciosi si deformano pochissimo, figuriamoci una stella di neutroni… La teoria dello schiacciamento riguarda i fluidi. 😉
dove finisce la materia del disco di accrescimento quando finisce il flusso dalla stella vicina? sulla stella a neutroni ? ma se fosse così ,data l’enorme forza di gravità di quest’ultima non si dovrebbe formare neanche il disco.grazie
@maria teresa
la materia finisce sulla stella a neutroni. Il disco si forma perchè sotto l’effetto della gravità e della rotazione deve seguire un movimento a spirale. Quando finisce il flusso, finisce anche la materia che cade sulla pulsar.