Una stella densa e collassata che orbita a 707 giri al secondo — il che la rende una delle stelle che ruotano più velocemente nella nostra galassia della Via Lattea — ha fatto a pezzi e assorbito quasi interamente la stella compagna, dando vita alla stella di neutroni più massiccia osservata finora dagli scienziati.
Questa stella di neutroni, che ha una massa record di 2,35 masse solari, aiuta gli astronomi a comprendere il misterioso stato quantistico della materia all’interno di questi oggetti densi, che — se la loro massa supera questo valore critico — collassano completamente e scompaiono, trasformandosi in buchi neri.
«Conosciamo in termini generali il comportamento della materia compressa a densità nucleari, come il nucleo di un atomo di uranio», ha dichiarato Alex Filippenko dell’Università della California, Berkeley, USA. — Una stella di neutroni sembra un nucleo gigante, ma quando abbiamo un nucleo con una massa di 500 000 masse terrestri, non sappiamo esattamente come si comporterà la materia al suo interno».
La misurazione della massa di questa stella di neutroni è stata possibile grazie all’estrema sensibilità del telescopio Keck da 10 metri delle Hawaii, che ha potuto registrare lo spettro ottico della stella compagna, che si è ormai ridotta alle dimensioni di un grande pianeta gassoso. Le stelle distano circa 3.000 anni luce in direzione della costellazione del Sestante.
Scoperta nel 2017, questa pulsar (una stella di neutroni in rapida rotazione), designata PSR J0952-0607, appartiene alla classe delle vedove nere — simile ai ragni femmina della classe delle vedove nere che mangiano i maschi, molto più piccoli, dopo l’accoppiamento. Filippenko e il suo team studiano da oltre 10 anni i sistemi di pulsar della classe della vedova nera, nella speranza di stabilire un limite superiore di massa a cui le grandi stelle di neutroni/pulsar possono crescere.
«Combinando queste misure con quelle di diversi altri sistemi di classe black-wood, dimostriamo che le stelle di neutroni possono raggiungere una massa di 2,35 più meno 0,17 masse solari», ha dichiarato Roger W. Romani, professore di astrofisica presso la Stanford University, USA, e coautore dello studio.
Se il limite superiore di massa di una stella di neutroni è vicino al valore di 2,35 masse solari, è possibile trarre conclusioni sulla composizione dell’interno di questo oggetto esotico. Quindi, la materia all’interno di una stella di neutroni è una «zuppa» di neutroni, nonché di quark «superiori» e «inferiori» (elementi compositi di protoni e neutroni ordinari), ma non di particelle esotiche, come i quark «strani» o i kaoni (particelle contenenti un quark strano).
«L’alto valore della massa massima di una stella di neutroni indica che questi oggetti sono composti fino al nucleo da nuclei atomici e da quark superiori e inferiori dissolti», ha spiegato Romani. — Questo elimina i molti stati della materia che sono stati proposti per spiegarli, soprattutto quelli con composizioni esotiche dell’interno.
