1. Densità estremamente elevata e dimensioni ridotte:
* Massa e raggio osservato: Le pulsar hanno densità estremamente elevate, paragonabili ai nuclei atomici. Questo è dedotto dalle loro masse misurate (in genere 1,4 masse solari) e dal fatto che siano incredibilmente compatti, con raggi stimati in soli 10-20 chilometri.
* Modello teorico: Le stelle di neutroni sono previste da modelli teorici di evoluzione stellare. Quando le stelle enormi esauriscono il loro combustibile nucleare, subiscono un'esplosione di supernova. Il nucleo, collassando sotto la propria gravità, raggiunge pressioni e densità incredibilmente elevate, costringendo protoni ed elettroni a combinare e formare neutroni. Questo crea un oggetto super denso, coerente con ciò che osserviamo nelle pulsar.
2. Pulsazioni rapide e regolari:
* tempismo preciso: Le pulsar emettono impulsi estremamente regolari di radiazioni elettromagnetiche (onde radio, raggi X, ecc.) Con periodi che vanno dai millisecondi ai secondi. Questo tempismo preciso è una caratteristica distintiva delle pulsar.
* Modello a stella di neutroni rotanti: La spiegazione più accettata per questi impulsi è che la stella dei neutroni sta rapidamente ruotando, emettendo radiazioni dai suoi poli magnetici. Mentre la stella gira, queste travi attraversano lo spazio, come un raggio del faro, causando le pulsazioni osservate.
3. Forti campi magnetici:
* Radiazione polarizzata: Le radiazioni delle pulsar sono altamente polarizzate, indicando la presenza di campi magnetici estremamente forti.
* Radiazione di sincrotrone: L'emissione radio osservata è probabilmente causata dalla radiazione di sincrotrone, un processo che si verifica quando le particelle caricate si arsano a spirale attorno alle linee di campo magnetico. La forza del campo magnetico necessario per produrre l'emissione di sincrotrone alle frequenze osservate è coerente con i campi magnetici teorici delle stelle di neutroni.
4. Proprietà osservate coerenti con i modelli di stelle di neutroni:
* Tassi di raffreddamento: Le velocità di raffreddamento osservate delle pulsar corrispondono alle previsioni teoriche per le stelle di neutroni. Le alte temperature iniziali della stella di neutroni di nuova formazione diminuiscono gradualmente nel tempo, poiché il calore viene irradiato.
* Glitchs: Le pulsar mostrano occasionalmente improvvise e brevi cambiamenti nella loro frequenza di rotazione, noti come problemi. Questi problemi sono coerenti con l'idea che l'interno superfluido della stella dei neutroni interagisca con la sua crosta solida, causando queste interruzioni.
5. Osservazione diretta della stella dei neutroni in una pulsar:
* Crab Nebula Pulsar: La pulsar nella nebulosa del granchio, un residuo di supernova, è stata osservata direttamente. Le sue proprietà, compresa la sua massa, il raggio e la forza del campo magnetico, sono coerenti con le previsioni per le stelle di neutroni.
Conclusione:
La combinazione di prove osservative, modelli teorici e coerenza delle proprietà con le previsioni delle stelle dei neutroni rendono un caso convincente che le pulsar sono effettivamente stelle di neutroni. Mentre alcuni dettagli sulla loro struttura interna e il comportamento del campo magnetico sono ancora in fase di studiamento, l'evidenza schiacciante supporta questa conclusione.
