Le stelle di neutroni sono i fantasmi malvagi delle stelle giganti: nuclei caldi di materia esotica lasciati dalle supernove. Come i thermos pieni di zuppa di noodle calda, impiegano eoni a raffreddarsi. Ma ora i ricercatori pensano di sapere come fanno queste stelle: con una gigantesca porzione di pasta.
No, questi cadaveri stellari troppo densi non sono pieni di spaghetti. Invece, le stelle di neutroni si raffreddano, rilasciando particelle eteree note come neutrini. E una nuova ricerca mostra che svolgono questo compito grazie a un tipo intermedio di materia noto come pasta nucleare, un materiale ondulato e arrotolato in cui gli atomi sono quasi, ma non del tutto, mescolati tra loro. Questa struttura di pasta nucleare crea regioni a bassa densità all'interno delle stelle, permettendo ai neutrini e al calore di fuoriuscire.
Un cucchiaino di materia raccolta dalla superficie di una stella di neutroni peserebbe miliardi di tonnellate, più di tutte le persone sulla Terra messe insieme. Tale densità aiuta a trattenere molto bene il calore. E mentre il nostro Sole, che è considerato una nana gialla, emette gran parte del suo calore sotto forma di luce, le particelle di luce prodotte all'interno di una stella di neutroni raramente salgono in superficie per fuggire. Tuttavia, queste stelle violente - ognuna delle dimensioni di una città americana - alla fine si calmano, principalmente rilasciando neutrini.
"La pasta è qualcosa tra la materia nucleare e la materia ordinaria", ha detto il coautore dello studio Charles Horowitz, fisico dell'Università dell'Illinois. "Se inizi a spremere la materia davvero, davvero forte in una stella di neutroni, i nuclei si avvicineranno sempre di più e alla fine inizieranno a scontrarsi", ha detto Horowitz a WordsSideKick.com. "E quando iniziano a scontrarsi, accadono cose strane."
Ad un certo punto, la pressione sale così in alto che la struttura della materia ordinaria collassa completamente in un brodo nucleare indifferenziato. Ma poco prima che ciò accada, c'è un'area pasta.
Gli scienziati hanno saputo per la maggior parte dell'ultimo decennio che questa pasta risiede all'interno delle stelle di neutroni, appena sotto le loro croste nella regione in cui la materia ordinaria si trasforma in materia nucleare strana e poco conosciuta. E sapevano anche che le emissioni di neutrini aiutano a raffreddare le stelle di neutroni. Una nuova ricerca mostra come la pasta aiuti a respingere i neutrini.
La formula di base per la formazione dei neutrini in una stella di neutroni è semplice: il neutrone decade, trasformandosi in un protone leggermente più leggero con bassa energia e un neutrino ultraleggero. Questo è un processo semplice che è noto per aver luogo da qualche parte nello spazio, incluso il nostro Sole. Ma affinché questa ricetta funzioni, devono essere presenti le giuste condizioni. E in una stella di neutroni, le condizioni non sembrano così. I ricercatori hanno dimostrato che le emissioni di neutrini dalla pasta nucleare sono probabilmente molto più efficienti delle emissioni di neutrini dal nucleo di una stella di neutroni. Ciò significa che la maggior parte del raffreddamento è dovuta alla pasta.
Secondo Horowitz, questa ricerca suggerisce che le stelle di neutroni si stanno raffreddando più lentamente del previsto. Quindi vivono più a lungo. Secondo lui, la storia dello spazio-tempo dovrà essere cambiata per tenere conto della loro resistenza soprannaturale al calore estremo per eoni.
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