Sono lì. Milioni di loro. Sparsi per la Via Lattea come schegge cosmiche, silenziose e oscure. Sappiamo che le stelle di neutroni dovrebbero essere ovunque. Rimasti indietro dopo che le stelle massicce si sono fatte esplodere nelle esplosioni di supernova. Dovrebbero essere i fantasmi della nostra galassia.
Ancora. La maggior parte rimane invisibile.
Un nuovo studio su Astronomia e Astrofisica afferma che il telescopio spaziale romano Nancy Grace della NASA potrebbe finalmente risolvere questo punto cieco. Il piano non è vederli brillare. È guardare cosa succede alla luce dietro di loro.
“La maggior parte delle stelle di neutroni sono relativamente fioche e vivono da sole.” – Zofia Kaczmareik, Università di Heidelberg
Sono incredibilmente difficili da trovare. Solo nel buio. Kaczmarek, che ha condotto lo studio, sa quanto siano complicati. Non urlano come pulsar né bruciano luminose come stelle attive. Si siedono e basta. In attesa.
Come la gravità agisce come una lente d’ingrandimento
Metti più massa del nostro Sole in una palla delle dimensioni della tua città. Quella è una stella di neutroni. I fisici li adorano perché rappresentano il limite assoluto di quanta materia può essere schiacciata insieme prima che si trasformi in un buco nero.
Generalmente. Non emettono abbastanza luce visibile per permetterci di vedere. A meno che non girino e trasmettano onde radio come un faro. O a meno che non mangino il gas vicino e brillino ai raggi X. La maggior parte è troppo educata. Troppo tranquillo.
Roman la vede diversamente.
Quando uno di questi densi fantasmi si sposta davanti a una stella sullo sfondo. La sua gravità si piega. Non tanto. Ma basta. Cambia la posizione della stella nel cielo illuminandola brevemente. Questo è il microlente.
Molti telescopi vedono lo schiarimento. Roman vedrà il cambiamento.
È una questione di precisione. Le stelle di neutroni sono pesanti. Più pesante delle nane brune. Più pesante dei pianeti canaglia. Un oggetto pesante piega maggiormente lo spazio-tempo. Ciò crea un segnale astrometrico più forte: un’oscillazione posizionale misurabile.
“La fotometria ci dice che qualcosa è passato, ma è lo spostamento della posizione della stella che ci dice quanto è massiccio l’oggetto.” – Peter McGill, Laboratorio nazionale Lawrence Livermore
McGill lo dice chiaramente. Puoi pesare direttamente l’invisibile. Misurando quella minuscola defon del cielo. Non hai bisogno della luce proveniente dall’oggetto stesso. Solo l’ombra che proietta sullo spaziotempo.
Inseguendo i calci
Perché preoccuparsi? Perché ancora non comprendiamo appieno la morte stellare. O nascita. Nello specifico il confine dove finisce una stella di neutroni e inizia un buco nero.
Gli scienziati stanno cercando il divario. O la sua mancanza.
Anche le stelle di neutroni si muovono velocemente. Quando le loro stelle madri esplodono, la fisica dell’esplosione può dare alla stella neonata un enorme “calcio”. Centinaia di miglia al secondo attraverso la galassia. Roman potrebbe finalmente rintracciare questi fuggitivi.
Il metodo utilizzato è il Galactic Bulge Time Domain Survey. Fotograferà ripetutamente campi stellari densi. Milioni di stelle. Ancora e ancora. Alla ricerca di cambiamenti.
“Ci metteremo al lavoro non appena arriveranno i dati.” -Pietro McGill
Si aspettano di trovare candidati nei primi mesi.
Un campione rotto
Ecco il problema. Conosciamo solo poche migliaia di stelle di neutroni. Quasi tutte sono pulsar. O stelle binarie che ballano con un partner.
Questo è un brutto campione. Una piccola scheggia.
Se giudichi il mondo solo dalle cose rumorose perdi la maggioranza silenziosa. Le stime collocano la popolazione della Via Lattea tra decine e centinaia di milioni. La maggior parte sono solitari. Freddo. Buio.
Kaczmarek è schietto riguardo ai dati attuali. “Stiamo vedendo un piccolo campione che non è rappresentativo.”
Una misurazione della massa di una stella di neutroni solitaria aiuterebbe. Uno sarebbe trasformativo. Perché attualmente dobbiamo fare affidamento su modelli complessi di come le stelle esplodono. Roman ci permette di testare questi modelli confrontandoli con la realtà.
Anche inaspettatamente utile. La missione è stata progettata per dare la caccia agli esopianeti utilizzando i cambiamenti di luminosità della luce. Non era pensato per dare la caccia alle stelle di neutroni usando gli spostamenti di posizione. Ma i suoi occhi sono abbastanza precisi per questo lavoro extra.
“Questo non faceva parte del piano originale”, ha osservato McGill. Ma funziona. Quindi rimane.
Roman potrebbe fornirci il primo grande elenco di stelle di neutroni isolate trovate esclusivamente dalla gravità. Non è necessaria alcuna luce. Semplicemente Einstein puro.
Potremmo anche trovare pianeti canaglia e buchi neri. Cose che si rifiutano di orbitare attorno a qualsiasi cosa. Semplicemente fluttuare lì nell’oscurità interstellare.
Il telescopio è gestito da Goddard con l’aiuto di JPL e Caltech. BAE Systems ne ha costruito alcune parti. Anche L3Harris. Ma la scienza? Sta a noi aspettare.
Le stelle stanno aspettando.
