Le pattinatrici allargano le braccia

Le stelle di neutroni sono ottime pattinatrici. Giocando con il loro momento angolare, riescono ad aumentare in modo incredibile la velocità di rotazione. L’esercizio, però, continua e sono anche in grado di rallentare, sfruttando la stessa abilità.

la nebulosa del Granchio
La nebulosa del Granchio è ciò che resta di una supernova che è stata vista a occhio nudo nel 1054 d.C. Si trova a 6000 anni luce dalla Terra e al suo centro vi è una pulsar che emette radiazioni e ruota 33 volte al secondo. Fonte: NASA/CXC/SAO

Le stelle di neutroni ruotano in modo velocissimo, molte volte al secondo. Questa estrema velocità angolare è raggiunta a causa di un principio base della fisica: il momento angolare di un sistema deve rimanere costante se non intervengono forze esterne a mutarlo. Dato che le stelle di neutroni diminuiscono il raggio, durante la loro contrazione, ma non cambiano la massa, deve automaticamente aumentare la velocità di rotazione. E’ un  meccanismo che le pattinatrici conoscono molto bene: se vogliono ruotare più velocemente devono piegare le braccia, in modo da diminuire il raggio del sistema (ossia, loro con i pattini). Il meccanismo è stato spiegato dettagliatamente nel libro scritto con Francesca.

Tuttavia, le stelle di neutroni emettono radiazioni molto intense e ciò causa una perdita di energia che, a sua volta, finisce col rallentare la rotazione. Quando siamo investiti da questo flusso di radiazioni chiamiamo le stelle di neutroni col nome di pulsar. Come un faro, il fascio ci colpisce con frequenza periodica e la stella sembra pulsare molte volte in un secondo. Come già accennato, però,  studiando questa emissione, si vede che  la velocità angolare diminuisce molto lentamente. Come mai? Si parla di perdita di energia, ma il meccanismo fisico è ancora un mistero. Nils Andersson  e Wynn Ho, dell’Università di Southampton, hanno forse trovato la soluzione.

La stella di neutroni si raffredda molto lentamente, non potendo innescare nessuna nuova fonte di energia. La materia che la compone subisce, allora, un mutamento e si trasforma a poco a poco in un superfluido, uno stato della materia che si comporta come un fluido ma che non è soggetto alla viscosità, ossia a nessun genere di frizione.

Questo passaggio di stato agisce in modo piuttosto complicato sul momento d’inerzia dell’oggetto e quindi sul momento angolare, causando un rallentamento della stella. In parole povere, è come se la nostra pattinatrice cominciasse ad aprire nuovamente le braccia.

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1 Commento    |    Aggiungi un Commento

  1. Quindi i neutroni in queste condizioni si comportano come gli atomi di elio vicino allo zero assoluto? Chissà se la materia raggiunte queste condizioni conserverebbe queste caratteristiche anche a pressioni e temperature vicine alle nostre, mi piacerebbe avere un fermacarte siffatto!!!