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“Montagne” sulle stelle di neutroni potrebbero essere rilevate con onde gravitazionali
Piccole caratteristiche potrebbero scuotere significativamente lo spazio-tempo e avere connessioni peculiari con lune e pianeti.
Le stelle di neutroni potrebbero non essere lisce. Le stelle di neutroni sono tra gli oggetti più densi dell’universo. La loro crosta è molto più forte di qualsiasi materiale sulla Terra e un cucchiaio di questa materia è più pesante di una montagna. Parlando di montagne, se esistono sulle stelle di neutroni, alcuni hanno ipotizzato che potrebbero essere alte solo pochi millimetri. Nuovi studi suggeriscono che se tali deformazioni sono presenti sulla superficie, potremmo rilevarle con osservatori di onde gravitazionali.
Qualsiasi cosa con massa che si muove genera onde gravitazionali – piccole vibrazioni nello spazio-tempo. Tuttavia, solo gli oggetti più estremi dell’universo emettono onde a una frequenza che gli osservatori attuali possono catturare. Ecco perché tutte le rilevazioni finora sono state collisioni tra buchi neri o stelle di neutroni. Quegli eventi sono simili a gettare un sasso in uno stagno, ma ci sono vibrazioni tutto il tempo. Alcune di esse potrebbero finire per creare il Fondo di Onde Gravitazionali, ma l’effetto di piccole deformazioni sulle stelle di neutroni nella nostra galassia potrebbe essere rilevato come segnali di onde gravitazionali continue dai nostri rilevatori attuali: i due LIGO, Virgo e Kagra.
“Ci sono molte ricerche in corso per onde gravitazionali continue da tali stelle. I rilevatori attuali sono sensibili, nei casi migliori, a montagne che sono 1000 volte più piccole della massima montagna che la crosta può supportare. Sfortunatamente, non conosciamo la dimensione delle montagne delle stelle di neutroni,” hanno scritto gli autori nel nuovo studio.
Questo è un fattore cruciale. Le stelle di neutroni sono oggetti lasciati da una stella massiccia (ma non troppo massiccia) che esplode in una supernova. La materia in questi oggetti sperimenta forze ai limiti della fisica e come esattamente si comporta non è completamente compreso. Alcune ipotesi suggeriscono che la materia sia disposta in strutture conosciute come pasta nucleare. Forse queste possono disporsi in modo da creare la deformazione della superficie, dove queste montagne imprimerebbero un segnale particolare sulle onde gravitazionali.
Il team paragona questa possibilità a diversi mondi nel Sistema Solare. Europa ed Encelado hanno una crosta dura di ghiaccio e un profondo oceano d’acqua. La superficie è increspata dal movimento dell’acqua sottostante. Su Encelado, queste caratteristiche sono conosciute come strisce di tigre, mentre su Europa sono un intreccio di linee. Ma non è necessario un interno liquido. Mercurio ha una crosta sottile e un grande nucleo metallico, e anche il pianeta più piccolo ha caratteristiche peculiari sulla sua superficie: strutture curve a gradini. Se la crosta delle stelle di neutroni non è la stessa in ogni direzione, può anche portare alla formazione di strutture che potremmo chiamare montagne.
Trovarle dovrebbe essere possibile, ma le persone che lavorano con i rilevatori di onde gravitazionali devono sapere cosa stanno cercando. Questi strumenti possono vedere variazioni più piccole del diametro di un atomo su pochi chilometri – sono estremamente sensibili. Sono così sensibili che terremoti, onde del mare, ecc., creano rumore. Sapere cosa cercare è fondamentale. Questo documento potrebbe essere un passo importante nel trovare queste onde gravitazionali continue.
Lo studio è pubblicato sulla rivista Physical Review D.