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Pulsar

Una pulsar è una stella di neutroni altamente magnetizzata che ruota su se stessa, emettendo fasci di radiazioni elettromagnetiche dai suoi poli magnetici. Il suo nome deriva dall'inglese pulsating radio source (sorgente radio pulsante). Queste radiazioni possono essere osservate solo quando un fascio di emissione è rivolto verso la Terra, un po' come un faro può essere visto solo quando la luce è puntata nella direzione di un osservatore. Questo fenomeno è responsabile dell'aspetto pulsante dell'emissione. Le stelle di neutroni hanno periodi di rotazione brevi e regolari. Questo produce un intervallo molto preciso tra le pulsazioni che varia da millisecondi a secondi per una singola pulsar. Le pulsar sono tra i candidati per la fonte di raggi cosmici ad ultra-alta energia. Sono stelle estremamente dense, hanno una massa simile al Sole concentrato in un raggio di pochi chilometri.

Come nasce una pulsar

Le pulsar nascono dall'esplosione di una stella in una supernova di tipo II. Durante questo evento, il nucleo della stella subisce un collasso gravitazionale trasformandosi in una stella di neutroni e inizia ruotare rapidamente. Questo amplifica enormemente il campo magnetico originale della stella. La stella l'asse di rotazione e l'asse del campo magnetico non allineati, in quanto formano un angolo tra di loro.

La velocità di rotazione di una pulsar varia in base al numero di rotazioni che riesce a compere attorno al proprio asse ogni secondo e al raggio della stella. Alcune pulsar hanno una velocità di rotazione più lenta, altre più rapida. La rotazione fornisce l'energia necessaria per l'emissione dei fasci di radiazioni elettromagnetiche che hanno origine dai poli magnetici. La pulsar rallenta la propria velocità nel momento in cui alimenta i fasci.

Questo è il motivo per cui vediamo le pulsar "pulsare". Quando il fascio di radiazioni è rivolto verso la Terra, vediamo un lampo di luce. Quando il fascio è rivolto lontano da noi, non vediamo nulla. Questo è simile al modo in cui vediamo la luce di un faro: vediamo un lampo di luce ogni volta che il faro ruota e il suo fascio di luce è rivolto verso di noi.

Le pulsar sono strumenti molto utili per gli astronomi. Le osservazioni di una pulsar in un sistema di stelle di neutroni binarie sono state utilizzate per confermare indirettamente l'esistenza della radiazione gravitazionale. Ad esempio, i primi pianeti extrasolari sono stati scoperti attorno a una pulsar, PSR B1257+12, nel 1992. Nel 1983, sono state rilevate certi tipi di pulsar che, all'epoca, superavano l'accuratezza degli orologi atomici nel tenere il tempo.

Le pulsar sono state scoperte per la prima volta da Jocelyn Bell nel 1967 mentre analizzava i dati registrati da un nuovo radiotelescopio. Inizialmente scartati come interferenze radio dal suo supervisore, Antony Hewish, il fatto che i segnali apparissero sempre alla stessa declinazione e ascensione retta escluse presto una fonte terrestre. Il 28 novembre 1967, Bell e Hewish risolsero i segnali come una serie di impulsi, spaziati uniformemente ogni 1,337 secondi. Nessun oggetto astronomico di questa natura era mai stato osservato prima.

Tipi di pulsar

Le pulsar sono state poi classificate in tre categorie principali:

  • Pulsar alimentate dalla rotazione
    In queste pulsar la perdita di energia rotazionale della stella fornisce l'energia.
  • Pulsar alimentate dall'accrescimento
    Sono pulsar dove l'energia potenziale gravitazionale della materia accresciuta è la fonte di energia e produce i raggi X osservabili anche dalla Terra.
  • Magnetar
    In questa tipologia di pulsa il decadimento di un campo magnetico estremamente forte fornisce l'energia elettromagnetica.

Anche se tutte e tre le classi di oggetti sono stelle di neutroni, il loro comportamento osservabile e la fisica sottostante sono molto diversi. Tuttavia, esistono alcune connessioni. Ad esempio, le pulsar a raggi X sono probabilmente vecchie pulsar alimentate dalla rotazione che hanno già perso la maggior parte della loro energia, e sono diventate visibili di nuovo solo dopo che i loro compagni binari si sono espansi e hanno iniziato a trasferire materia sulla stella di neutroni.


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