Fonte: WikipediaPulsar
Immagine ai
raggi X della
Pulsar delle Vele.Una pulsar, nome che stava originariamente per sorgente radio pulsante, è una
stella di neutroni.Nelle prime fasi della sua formazione, in cui ruotamolto velocemente, la sua
radiazione elettromagnetica in coni ristretti è osservata come impulsi emessi adintervalli estremamente regolari.Nel caso di pulsar ordinarie, la loro massa è comparabilea quella del
Sole, ma è compressa in un raggio di unadecina di chilometri, quindi la loro
densità è enorme.Il fascio di onde radio emesso dalla stella è causatodall'azione combinata del
campo magnetico e della
rotazione.Le pulsar si formano quando una stella esplode come
supernova II, mentre le sue regioni interne collassanoin una stella di neutroni congelando ed ingigantendo ilcampo magnetico originario.La velocità di rotazione alla superficie di una pulsar è variabilee dipende dal numero di rotazioni al secondo sul proprio assee dal suo raggio.Nel caso di pulsar con emissioni a frequenze del kHz, la velocitàsuperficiale può arrivare ad essere una frazione significativadella velocità della luce, a velocità di 70.000 km/s.Storia
Le pulsar furono scoperte da
Jocelyn Bell sotto la direzionedi
Antony Hewish nel
1967, mentre stavano usando un
array radio per studiare la
scintillazione delle
quasar.Trovarono invece un segnale molto regolare, consistente diun impulso di radiazione ogni pochi secondi.L'origine terrestre del segnale fu esclusa, perché il tempo chel'oggetto impiegava ad apparire era in sincronia con il
giorno siderale invece che con il
giorno solare e la potenza emessaera di ordini di grandezza superiore a quella producibileartificialmente.La scoperta fu premiata con un Nobel nel 1974 che fu peròassegnato scorrettamente al solo Hewish.Bell riceverà 44 anni dopo lo Special
Breakthrough Prize conun premio in denaro di 3 milioni di dollari.Il nome originale dell'oggetto fu "LGM" (Little Green Men, piccoli omini verdi) perché qualcuno scherzò sul fatto che,essendo così regolari, potessero essere segnali trasmessida una qualche forma di vita
extraterrestre.Dopo molte speculazioni, una spiegazione più prosaica futrovata in una
stella di neutroni, un oggetto fino ad allorasolo ipotizzato.Negli
anni 1970-
1980, fu scoperta una nuova categoria dipulsar: le pulsar superveloci, o
pulsar millisecondo che,come indica il loro nome, hanno un periodo di pochi
millisecondi invece che di secondi o più e risultano esseremolto antiche, frutto di un processo evolutivo lungo.Nel
2004 viene individuata la prima "pulsar doppia" ovverodue stelle pulsar che orbitano una attorno all'altra, in un
sistema binario.La scoperta è opera di un gruppo di ricercatori internazionali,a cui partecipano anche italiani. In quest'ultimo caso, lagrandissima precisione degli impulsi ha permesso agli astronomidi calcolare la perdita di energia
orbitale del sistema, sipensa dovuta all'emissione di
onde gravitazionali.L'esatto ammontare di questa perdita di energia è in buonaccordo con le equazioni della
Relatività generale di
Einstein.Teoria
Animazione di una Pulsar Il modello di pulsar generalmente accettato, e raramentemesso in discussione, è quello del rotatore
obliquo.Spiega le osservazioni con un fascio di radiazioni che puntanella nostra direzione una volta per ogni rotazione dellastella di neutroni.L'origine del fascio rotante è legato al disallineamento tral'asse di rotazione e l'asse del
campo magnetico della pulsar,analogamente a quanto si osserva sulla
Terra.Il fascio è emesso dai poli magnetici della pulsar, chepossono essere separati dai poli di rotazione di un angoloanche ampio.Questo angolo rende il comportamento dei fasci simile aquello di un faro.La sorgente di energia dei fasci è l'
energia rotazionale dellastella di neutroni, la quale rallenta lentamente la propriarotazione per alimentare i fasci.Le pulsar millisecondo sono state probabilmente acceleratedal
momento angolare posseduto da materia esterna cadutasu di esse, proveniente da una vicina stella compagna in un
sistema binario mediante il meccanismo del
trasferimento di massa.Anche le pulsar millisecondo, però, rallentano costantementela propria rotazione.L'osservazione di glitch è di interesse per lo studio dello statodella materia nelle stelle di neutroni.Un glitch è un improvviso aumento della velocità di rotazione(che viene osservato come un'improvvisa riduzione dell'intervallotra gli impulsi).Per lungo tempo si è creduto che tali glitch derivasseroda "stellemoti" dovuti ad aggiustamenti della crosta superficialedella stella di neutroni.Oggi esistono anche modelli alternativi, che spiegano i glitchcome improvvisi fenomeni di
superconduttività dell'internodella stella.La causa esatta dei glitch non è al momento conosciuta.Nel
2003, le osservazioni della pulsar della
Nebulosa del Granchio ha rivelato "sotto-impulsi", sovrapposti al segnale principale,con una durata di pochi
nanosecondi.Si pensa che impulsi così stretti possano essere emessi daregioni della superficie della pulsar con un diametro massimodi 60 centimetri, rendendo queste regioni le più piccole strutturemai misurate all'esterno del
Sistema Solare.ImportanzaLa scoperta delle pulsar ha confermato l'esistenza di stati dellamateria prima solo ipotizzati, appunto la
stella di neutroni, eimpossibile da riprodurre in laboratorio a causa delle alteenergie necessarie, gravitazionali e non.Questo tipo di oggetto è l'unico in cui è possibile osservare ilcomportamento della materia a densità
nucleari, anche se soloindirettamente.Inoltre, le pulsar millisecondo hanno consentito un nuovo testdella relatività generale in condizioni di forti campi gravitazionali.Grazie alle pulsar, è stata possibile la scoperta del
primo pianeta extrasolare, e successivamente di altri 10.Sono in corso studi per verificare la fattibilità di
utilizzare le pulsar millisecondo per determinare con precisione la posizione di unoggetto che si muove a migliaia di chilometri all'ora nello spazioprofondo ed utilizzarle in futuro per missioni spaziali robotiche.
