Nuovi modelli di stelle di neutroni mostrano che le loro montagne più alte possono essere alte solo frazioni di millimetri, a causa dell'enorme gravità sugli oggetti ultra-densi. La ricerca è presentata oggi al National Astronomy Meeting 2021.

Le stelle di neutroni sono tra gli oggetti più densi dell'Universo:pesano quanto il Sole, ma misura solo circa 10 km di diametro, di dimensioni simili a una grande città.

Per la loro compattezza, le stelle di neutroni hanno un'enorme attrazione gravitazionale circa un miliardo di volte più forte della Terra. Questo schiaccia ogni caratteristica sulla superficie a dimensioni minuscole, e significa che il residuo stellare è una sfera quasi perfetta.

Sebbene siano miliardi di volte più piccoli che sulla Terra, queste deformazioni da una sfera perfetta sono comunque conosciute come montagne. Il team dietro il lavoro, guidato da Ph.D. studente Fabian Gittins presso l'Università di Southampton, ha utilizzato la modellazione computazionale per costruire stelle di neutroni realistiche e sottoporle a una serie di forze matematiche per identificare come vengono create le montagne.

Il team ha anche studiato il ruolo della materia nucleare ultra-densa nel supportare le montagne, e scoprì che le montagne più grandi prodotte erano alte solo una frazione di millimetro, cento volte inferiore alle stime precedenti.

Fabiano commenta, "Negli ultimi due decenni, c'è stato molto interesse nel capire quanto possono essere grandi queste montagne prima che la crosta della stella di neutroni si rompa, e la montagna non può più essere sostenuta."

Il lavoro passato ha suggerito che le stelle di neutroni possono sostenere deviazioni da una sfera perfetta fino a poche parti su un milione, implicando che le montagne potrebbero essere grandi fino a pochi centimetri. Questi calcoli presumevano che la stella di neutroni fosse tesa in modo tale che la crosta fosse vicina alla rottura in ogni punto. Tuttavia, i nuovi modelli indicano che tali condizioni non sono fisicamente realistiche.

Fabian aggiunge:"Questi risultati mostrano come le stelle di neutroni siano veramente oggetti straordinariamente sferici. Inoltre, suggeriscono che osservare le onde gravitazionali da stelle di neutroni rotanti potrebbe essere ancora più impegnativo di quanto si pensasse in precedenza".

Sebbene siano oggetti singoli, a causa della loro intensa gravitazione, stelle di neutroni rotanti con lievi deformazioni dovrebbero produrre increspature nel tessuto dello spaziotempo note come onde gravitazionali. Le onde gravitazionali da rotazioni di singole stelle di neutroni devono ancora essere osservate, anche se i futuri progressi nei rivelatori estremamente sensibili come ligo avanzato e Virgo potrebbero essere la chiave per sondare questi oggetti unici.