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    Il radiotelescopio registra un raro problema tecnico in un battito regolare pulsante di una pulsar

    La pulsar Vela compie circa 11 rotazioni complete ogni secondo, ha anche un difetto. Credito:raggi X:NASA/CXC/Univ of Toronto/M.Durant et al; Ottica:DSS/Davide De Martin

    Le pulsar sono stelle di neutroni in rapida rotazione e talvolta aumentano bruscamente la loro velocità di rotazione. Questo improvviso cambiamento di velocità di rotazione è chiamato "glitch" e facevo parte di una squadra che ne ha registrato uno nella Vela Pulsar, con i risultati pubblicati oggi su Nature.

    È noto che circa il 5-6% delle pulsar presenta glitch. La pulsar Vela è forse la più famosa, un oggetto molto meridionale che ruota circa 11,2 volte al secondo ed è stato scoperto dagli scienziati in Australia nel 1968.

    è 1, 000 anni luce di distanza, la sua supernova si è verificata intorno alle 11, 000 anni fa e circa una volta ogni tre anni questa pulsar accelera improvvisamente la rotazione.

    Questi glitch sono imprevedibili, e uno non è mai stato osservato con un radiotelescopio abbastanza grande da vedere i singoli impulsi.

    Per capire quale potrebbe essere il problema, prima dobbiamo capire cosa rende una pulsar.

    Stelle che crollano

    Alla fine della vita di una tipica star, una delle tre cose può accadere.

    Una piccola stella, simile alla grandezza del nostro Sole, scadrà silenziosamente come un fuoco che si spegne.

    Se la stella è sufficientemente grande, si verificherà una supernova. Dopo questa massiccia esplosione i resti crolleranno. Se l'oggetto è sufficientemente grande, la sua velocità di fuga sarà maggiore della velocità della luce, e si formerà un buco nero.

    Ma se abbiamo una stella delle dimensioni di Riccioli d'oro abbastanza grande da diventare una supernova, ma abbastanza piccolo da non essere un buco nero, otteniamo una stella di neutroni.

    La gravità è così forte che gli elettroni che orbitano attorno all'atomo sono forzati nel nucleo. Si combinano con i protoni nel nucleo per formare neutroni.

    Si stima che questi oggetti abbiano una massa di circa 1,4 volte la massa del nostro Sole, e un diametro di 20 km. La densità è tale che una tazza piena di questo materiale peserebbe quanto il monte Everest.

    Inoltre ruotano abbastanza velocemente (e rallentano molto gradualmente nel tempo) oltre ad avere un enorme campo magnetico, tre trilioni di volte quello della Terra. La radiazione elettromagnetica emette da entrambe le estremità di questo enorme magnete rotante.

    Ora, se uno dei poli di questo magnete rotante passa davanti alla Terra, vediamo un breve "flash" nelle onde radio (e anche in altre frequenze) una volta ogni rotazione. Questo è chiamato pulsar.

    L'antenna di 26 metri dell'Osservatorio radiofonico di Mount Pleasant. Credito:Università della Tasmania, Autore fornito

    La caccia al 'glitch'

    Nel 2014 ho iniziato una seria campagna osservativa con il radiotelescopio da 26 metri dell'Università della Tasmania, all'Osservatorio di Mount Pleasant, con l'obiettivo di catturare il glitch di Vela Pulsar dal vivo in azione.

    Ho raccolto dati alla velocità di 640 MB per ogni file di 10 secondi, per 19 ore al giorno, per la maggior parte dei giorni per quasi quattro anni. Ciò ha portato a oltre 3 PB di dati (1 petabyte è un milione di gigabyte) raccolti, elaborati e analizzati.

    Il 12 dicembre 2016, alle 21:36 circa di notte, il mio telefono si spegne con un messaggio di testo che mi dice che Vela ha avuto un problema tecnico. Il processo automatizzato che avevo impostato non era completamente affidabile:era noto che l'interferenza a radiofrequenza (RFI) lo attivava per errore.

    Quindi, scettico, ho effettuato l'accesso, e ho eseguito di nuovo il test. Era genuino! L'emozione è stata incredibile e sono rimasto sveglio tutta la notte ad analizzare i dati.

    Ciò che è emerso è stato abbastanza sorprendente e non quello che ci si aspettava. Proprio mentre si è verificato il problema tecnico, la pulsar ha perso un colpo. Non pulsava.

    Il polso prima di questo "nullo" era ampio e strano. Niente come non avevo mai visto o sentito prima.

    I due impulsi successivi si sono rivelati privi di polarizzazione lineare, cosa inaudita anche per Vela. Ciò significava che il glitch aveva colpito il forte magnete che guida l'emissione proveniente dalla pulsar.

    A seguito del nulla, un treno di 21 impulsi è arrivato in anticipo e la variazione nei loro tempi era molto più piccola del normale, anche molto strana.

    Il problema tecnico ha spiegato, una specie di

    Quindi cosa causa i difetti? L'ipotesi più supportata è che la stella di neutroni abbia una crosta dura e un nucleo superfluido. La crosta esterna è ciò che rallenta, mentre il nucleo superfluido ruota separatamente e non rallenta.

    Questa è una spiegazione molto semplificata. Ciò che accade realmente è piuttosto complesso e coinvolge microscopici vortici superfluidi che si staccano dal reticolo della crosta.

    Dopo circa tre anni la differenza di rotazione tra il nocciolo e la crosta diventa eccessiva e il nocciolo "afferra" la crosta e la accelera. I dati sembrano mostrare che ci sono voluti circa cinque secondi perché si verificasse questa accelerazione. Questo è l'estremo più veloce della scala che i teorici avevano previsto.

    Tutte queste e altre informazioni potrebbero aiutarci a capire quella che viene chiamata "l'equazione di stato" – come si comporta la materia a diverse temperature e pressioni – in un laboratorio che semplicemente non possiamo creare qui sulla Terra.

    Ci dà anche, per la prima volta, uno sguardo al funzionamento interno di una stella di neutroni.

    Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.




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