I ricercatori della West Virginia University hanno aiutato a scoprire la stella di neutroni più massiccia fino ad oggi, una scoperta scoperta attraverso il Green Bank Telescope nella contea di Pocahontas.

La stella di neutroni, chiamato J0740+6620, è una pulsar in rapida rotazione che racchiude 2,17 volte la massa del sole (che è 333, 000 volte la massa della Terra) in una sfera di soli 20-30 chilometri, o circa 15 miglia, attraverso. Questa misurazione si avvicina ai limiti di quanto può diventare massiccio e compatto un singolo oggetto senza schiacciarsi in un buco nero.

La stella è stata rilevata circa 4, 600 anni luce dalla Terra. Un anno luce è circa sei trilioni di miglia.

Questi risultati, dal NANOGrav Physics Frontiers Center, finanziato dalla National Science Foundation, sono stati pubblicati oggi (16 settembre) in Astronomia della natura .

Gli autori della carta includono Duncan Lorimer, professore di astronomia e preside associato per la ricerca all'Eberly College of Arts and Sciences; Eberly Distinguished Professor di fisica e astronomia Maura McLaughlin; Nate Garver-Daniels, amministratore di sistema del Dipartimento di Fisica e Astronomia; e postdoc ed ex studenti Harsha Blumer, Paolo Brook, Pietro Gentile, Megan Jones e Michael Lam.

La scoperta è uno dei tanti risultati fortuiti, McLaughlin ha detto, emersi durante osservazioni di routine effettuate nell'ambito di una ricerca di onde gravitazionali.

"A Green Bank, stiamo cercando di rilevare le onde gravitazionali dalle pulsar, " ha detto. "Per farlo, dobbiamo osservare molte pulsar al millisecondo, che sono stelle di neutroni in rapida rotazione. Questa (la scoperta) non è un documento sul rilevamento delle onde gravitazionali, ma uno dei tanti risultati importanti che sono emersi dalle nostre osservazioni".

La massa della pulsar è stata misurata attraverso un fenomeno noto come "Shapiro Delay". In sostanza, la gravità di una stella compagna nana bianca deforma lo spazio che la circonda, secondo la teoria della relatività generale di Einstein. Questo fa sì che gli impulsi della pulsar viaggino un po' più lontano mentre viaggiano attraverso lo spaziotempo distorto attorno alla nana bianca. Questo ritardo dice loro la massa della nana bianca, che a sua volta fornisce una misura di massa della stella di neutroni.

Le stelle di neutroni sono i resti compressi di stelle massicce diventate supernovae. Vengono creati quando le stelle giganti muoiono nelle supernova e i loro nuclei collassano, con i protoni e gli elettroni che si fondono l'uno nell'altro per formare neutroni.

Per visualizzare la massa della stella di neutroni scoperta, una singola zolletta di zucchero di materiale per stelle di neutroni peserebbe 100 milioni di tonnellate qui sulla Terra, o più o meno come l'intera popolazione umana.

Mentre astronomi e fisici hanno studiato questi oggetti per decenni, rimangono molti misteri sulla natura dei loro interni:i neutroni frantumati diventano "superfluidi" e scorrono liberamente? Si scompongono in una zuppa di quark subatomici o altre particelle esotiche? Qual è il punto di svolta quando la gravità vince sulla materia e forma un buco nero?

"Queste stelle sono molto esotiche, " McLaughlin ha detto. "Non sappiamo di cosa siano fatti e una domanda davvero importante è, "Quanto può essere massiccia una di queste stelle?" Ha implicazioni per materiale molto esotico che semplicemente non possiamo creare in un laboratorio sulla Terra".

Le pulsar prendono il nome dai fasci gemelli di onde radio che emettono dai loro poli magnetici. Questi raggi attraversano lo spazio come un faro. Alcuni ruotano centinaia di volte al secondo.

Poiché le pulsar ruotano con una velocità e una regolarità così fenomenali, gli astronomi possono usarli come l'equivalente cosmico degli orologi atomici. Un cronometraggio così preciso aiuta gli astronomi a studiare la natura dello spaziotempo, misurare le masse degli oggetti stellari e migliorare la loro comprensione della relatività generale.