On Thu, 10 Sep 2009 15:22:18 +0200, SB ha scritto:
> Rcordo di aver letto da qualche parte che c'� stata una supernova esplosa non
> troppo lontano in tempi preistorici. (circa 10-15000 anni fa)
Valerio HT:
Probabilmente ti riferisci alla "supernova del Wurmiano", quella che
sarebbe all'origine della "Gum Nebula"; qualcosa si trova qui:
http://www.racine.ra.it/planet/testi/wurmian.htm
All'autore piace immaginarsi la situazione di uomini di trib� di allora
che abbiano visto tale supernova, e come altri forse sottostima un po'
l'effetto schermante dell'atmosfera verso i raggi X e gamma emessi
dalla supernova, per� una lettura la puoi dare.
SB:
> E' una cosa possibile, si pu� ricavare qualche informazione dalle
> stelle di neutroni a noi pi� vicine?
Valerio HT:
Certamente. In particolare, da quella dentro la Crab Nebula, residuo
della supernova del 1054, ma anche dalle altre. Di quella della
Crab Nebula per� sappiamo precisamente quando � stata originata
in quanto � appunto il residuo del collasso gravitazionale che ha
originato la supernova del 1054 e successivamente la nebulosa
attorno alla pulsar. E proprio gli effetti di "pulsar" delle stelle
a neutroni formatesi come residuo di supernovae ci forniscono
informazioni circa la struttura e le propriet� di tali peculiari astri.
In brevissima sintesi, quando si forma la stella a neutroni subito dopo
il collasso gravitazionale e l'esplosione della stella in supernova,
essa per mantenere il momento angolare deve ruotare molto velocemente
su se' stessa: quella della Crab Nebula compie 30 rotazioni al secondo.
Si tratta di astri molto piccoli e dalla immane densit�, il loro
diametro � mediamente attorno ai 20-25 km (e raggio quindi di 10-13 km),
ma l'altra peculiare caratteristica � che sono caratterizzati da un
campo magnetico di enorme intensit�, l'ordine di grandezza � di circa
100 miliardi di volte quello della Terra. Poich� vi � rapido movimento
(la rotazione della stella) dentro tale enorme campo magnetico, si
creano delle correnti elettriche, poi gli elettroni vengono espulsi
attorno ai poli magnetici e si allontanano dalla stella per� continuando
a ruotare attorno ad essa in modo sincromo: per�, giunti ad una certa
distanza, la loro velocit� diventa assai vicina a quella della luce ed
emettono energia elettromagnetica, soprattutto nelle bande dei
raggi X e raggi gamma; ma l'emissione avviene un po' in tutto lo
spettro elettromagnetico, "finestra ottica" compresa, e infatti le
pulsar furono scoperte da Jocelyn Bell con un radiotelescopio
un po' grezzo, costituito da tralicci sostenenti duemila piccole
antenne e costruito da laureandi che intendevano studiare
eventuali rapidissime variazioni d'intensit� provocate dai disturbi
del vento solare nei riguardi di onde provenienti da radiosorgenti
cosmiche (come i Quasar): tipico caso di "serendipity" e sicuramente
uno dei pi� belli (quando si studia un fenomeno e se ne scopre un
altro prima sconosciuto).
La pulsar pertanto irradia due getti (dai due poli magnetici),
aventi scarsa apertura angolare, e quindi noi possiamo rilevare solo
una minima parte delle stelle a neutroni.
Seguendo le pulsar per verificarne variazioni nelle emissioni, si �
scoperto che, seppure molto lentamente, esse rallentano nel tempo
la loro rotazione. E' abbastanza ovvio: il campo magnetico trasferisce
energia all'esterno della pulsar tramite i due getti ai poli magnetici,
e la stella rallenta la sua rotazione per alimentare tali fasci di
energia. L'entit� del rallentamento tuttavia non � una costante, ma
varia soprattutto in funzione della et� della pulsar: quelle pi� giovani
dissipano pi� velocemente l'energia e quindi rallentano di pi�.
Si possono compiere stime della et� basandosi su osservazioni dei
periodi di rotazione compiute ad intervalli di tempo e notando quale
sia l'entit� del rallentamento annuale o secolare (per il secolare,
ovviamente, si esegue una proiezione... sono state scoperte nel 1967).
Ma vi � un altro indicatore, e questo molto meno soggetto a variazioni
talvolta non esattamente ponderabili. Per� indica la *distanza*,
non l'et� della pulsar (che, evidentemente, non pu� comunque essere
inferiore al tempo occorrente alla luce per compiere il tragitto dalla
pulsar ai nostri strumenti). Le pulsar emettono anche onde radio,
e infatti furono scoperte proprio tramite un radiotelescopio.
Nello spazio interstellare, che a noi appare del tutto vuoto, vi sono
degli elettroni liberi. Tali elettroni rallentano la propagazione delle
onde radio, e qui viene il bello, di un valore che � tanto maggiore
quanto � pi� bassa la frequenza della radiazione. Tale cosa appare
del tutto irrilevante per i fotoni aventi energia compresa nello
spettro visibile, per non parlare di quelli dell'ultravioletto o dei
ben pi� energici fotoni dei raggi X e ancor pi� dei raggi gamma.
Ma � invece rilevabile e facilmente misurabile per le onde
elettromagnetiche nella banda radio. Pertanto, se sintonizziamo
il nostro radiotelescopio su due diverse frequenze radio in cui vi
sia emissione da parte della pulsar, rileviamo che il segnale
con frequenza maggiore arriva prima di quello con frequenza
minore: vi � quindi un ritardo fra i due segnali, ed esso oltre a
dipendere dalla diffrerenza di frequenza dipende ovviamente,
e in maniera circa linearmente proporzionale, dalla distanza dello
oggetto (la pulsar) che emette tali segnali. Poich� si conosce
l'entit� di tale ritardo, diciamo per una distanza di 10 parsec,
misurando il ritardo dei due segnali, possiamo facilmente ricavare
la distanza della pulsar. Le approssimazioni sono dovute al fatto
che la densit� degli elettroni liberi nel tratto fra la Pulsar e il Sole
puo' subire alcune variazioni, ma l'errore � comunque di entit�
abbastanza piccola, salvo rari casi assai particolari.
Si ritiene di conoscere l'et� della pulsar residuo della supernova
del Wurmiano alla origine della Gum Nebula con un'incertezza
del 10% circa.
Nel caso la stella a neutroni abbia una compagna, ossia faccia
parte di un sistema binario, possiamo scoprire altre interessanti
informazioni dalle loro interazioni (compreso misurare con maggior
esattezza le masse sia della pulsar che della sua compagna).
Vi sono poi alcuni fenomeni peculiari, come i "glitch", che sono
improvvisi aumenti nella velocit� di rotazione che avvengono in
varie pulsar: sono state emesse varie teorie al riguardo, la prima
era che fosse una specie di "stellamoto" (l'equivalente di un enorme
terremoto sulla superficie della stella a neutroni), ma il modello
simulato al calcolatore non spiegava affatto bene tale fenomeno,
attualmente la teoria pi� in voga � che si tratti di fenomeni di
*superconduttivit�* nel nucleo della stella a neutroni, nonostante
esso sia tremendamente caldo (ma � anche enormemente denso
e con una pressione centrale immane). La materia al centro della
stella di neutroni dovrebbe essere allo stato di "superfluido" e
composta essenzialmente da neutroni con tracce di protoni ed
elettroni, e, forse, particelle di alta energia come i Pioni e i Kaoni.
Vedi anche (non � fatto male) qui:
http://it.wikipedia.org/wiki/Stella_di_neutroni
Infine, vi sono pulsar con periodi brevissimi, di appena qualche
millisecondo; in alcuni casi � stato possibile accertare che esse
appartegono a sistemi binari, per cui la spiegazione pi� probabile � la
seguente: tali pulsar "super-rapide" sono state probabilmente accelerate
dal momento angolare posseduto da materia esterna caduta su di esse,
proveniente da una vicina stella compagna in un sistema binario mediante
il meccanismo del trasferimento di massa. Anche le pulsar millisecondo,
per�, rallentano costantemente la propria rotazione. Buona parte di tale
spiegazione � una citazione da:
http://it.wikipedia.org/wiki/Pulsar
Alla sezione "Teoria"
Ciao
Received on Fri Sep 11 2009 - 05:38:56 CEST