Che cos'è una stella di neutroni?

Una stella di neutroni è il nucleo collassato di una stella massiccia, lasciato dopo una supernova. Contiene una o due masse solari in una sfera di circa 22 km, fatta quasi interamente di neutroni e sostenuta dalla pressione di degenerazione.

Quanto è densa una stella di neutroni?

Circa 4 x 10^17 chilogrammi per metro cubo — paragonabile a un nucleo atomico. Un cucchiaino di quel materiale peserebbe sulla Terra all'incirca un miliardo di tonnellate.

Come si formano le stelle di neutroni?

Quando una stella di circa 8 - 25 masse solari esaurisce il combustibile, il suo nucleo di ferro collassa in meno di un secondo. Protoni ed elettroni si fondono in neutroni, gli strati esterni esplodono come supernova e il nucleo compresso sopravvive come stella di neutroni.

Che succede quando due stelle di neutroni si scontrano?

Si fondono in una kilonova, emettendo onde gravitazionali e un lampo di luce, e forgiando elementi pesanti come oro e platino. L'evento GW170817, nel 2017, fu il primo osservato sia in onde gravitazionali sia in luce elettromagnetica.

Che cos'è un Stella di neutroni?

Una stella di neutroni è ciò che resta quando il nucleo di una stella massiccia collassa ma si ferma appena prima di diventare un buco nero. Racchiude tra circa 1,1 e 2,3 masse solari in una sfera di una ventina di chilometri — la materia più densa che esista fuori da un orizzonte degli eventi.

La formazione è violenta e rapida. Quando una stella massiccia accumula un nucleo di ferro più pesante di circa 1,4 masse solari, la fusione non riesce più a sostenerlo. Il nucleo collassa in molto meno di un secondo, elettroni e protoni vengono schiacciati insieme in neutroni, e la materia in caduta rimbalza sul nucleo ormai rigido, facendo saltare il resto della stella come supernova. Ciò che resta è sostenuto dalla pressione di degenerazione dei neutroni e dal nocciolo repulsivo dell'interazione nucleare forte.

I numeri sono difficili da tenere in testa. Una zolletta di zucchero di materia di stella di neutroni peserebbe circa un miliardo di tonnellate. La gravità superficiale è circa 200 miliardi di volte quella terrestre; un oggetto lasciato cadere da un metro colpisce la superficie a circa 7 milioni di km/h. Quella superficie è una crosta cristallina di ferro sotto un'atmosfera di plasma di forse un centimetro, e sotto di essa la materia potrebbe diventare un superfluido di neutroni liberi — uno stato che nessun laboratorio può riprodurre.

Sono anche gli strumenti più precisi della natura e una delle sue grandi fucine. Nel 2017 la fusione di due stelle di neutroni è stata rilevata simultaneamente in onde gravitazionali e in luce, confermando che tali collisioni producono una kilonova e forgiano gran parte dell'oro, del platino e degli altri elementi pesanti dell'universo. Spingi una stella di neutroni oltre circa 2,3 masse solari e non resta nulla a fermare il collasso: diventa un buco nero.