Nel 2019 gli astronomi hanno annunciato la scoperta di una stella morta che attraversa la Via Lattea a una velocità impressionante: oltre 1.100 chilometri al secondo, abbastanza per andare dalla Terra alla Luna in circa sei minuti. Si chiama PSR J0002+6216 ed è stata soprannominata la pulsar palla di cannone, perché sembra essere stata sparata via dall'esplosione che l'ha generata.
Che cos'è una pulsar
Una pulsar è una stella di neutroni che ruota velocemente su se stessa. Le stelle di neutroni sono ciò che resta di stelle massicce, almeno otto volte il Sole, dopo che sono esplose come supernove. Il nucleo della stella collassa sotto il proprio peso fino a diventare una sfera di circa 20 chilometri di diametro, ma con una massa superiore a quella del Sole. La materia è così compressa che un cucchiaino peserebbe centinaia di milioni di tonnellate.
Queste stelle hanno campi magnetici intensissimi ed emettono fasci di radiazione dai poli magnetici. Se l'asse magnetico non coincide con quello di rotazione, i fasci ruotano come quelli di un faro: quando uno di essi punta verso la Terra, riceviamo un impulso. Alcune pulsar ruotano una volta al secondo, altre centinaia di volte al secondo, con una regolarità paragonabile a quella degli orologi atomici.
La prima pulsar fu scoperta nel 1967 da Jocelyn Bell, allora dottoranda a Cambridge, che notò un segnale regolarissimo nei dati di un radiotelescopio. Per un momento lei e il suo supervisore presero in considerazione, scherzando, l'ipotesi di un segnale artificiale, tanto che la sorgente fu soprannominata LGM-1, "little green men", omini verdi. La sua storia è raccontata nell'articolo sulla storia delle donne nella scienza.
La scoperta della palla di cannone
PSR J0002+6216 fu individuata nel 2017 da un progetto di scienza partecipata chiamato Einstein@Home, che usa la potenza di calcolo dei computer di volontari di tutto il mondo per analizzare i dati del telescopio spaziale per raggi gamma Fermi della NASA. Si trova a circa 6.500 anni luce dalla Terra, nella costellazione di Cassiopea, e ruota su se stessa circa 8,7 volte al secondo.
Osservandola con il radiotelescopio VLA (Very Large Array) nel New Mexico, gli astronomi notarono una lunga scia di particelle cariche e campi magnetici che si estendeva dietro la pulsar per circa 13 anni luce. La scia puntava dritta verso il centro di un resto di supernova, una nube di gas in espansione chiamata CTB 1. La conclusione era evidente: la pulsar era nata dall'esplosione che aveva creato CTB 1, circa 10.000 anni fa, ed era stata lanciata via a grande velocità.
Come si "spara" una stella
La pulsar ha già superato il bordo del guscio di gas prodotto dall'esplosione, che all'inizio si espandeva più velocemente di lei ma poi è stato rallentato dal gas interstellare. Ma cosa può dare una spinta così forte a un oggetto di massa superiore a quella del Sole?
Gli astrofisici pensano che la causa sia un'esplosione asimmetrica. Durante il collasso del nucleo, materia e neutrini non vengono espulsi in modo perfettamente uniforme. Se da un lato viene lanciata più materia, la stella di neutroni riceve un "calcio" nella direzione opposta, come un fucile che rincula. Le simulazioni al computer mostrano che le instabilità nel gas durante il collasso possono produrre spinte di questo tipo, e alcuni modelli collegano la direzione del calcio a quella dell'asse di rotazione.
La velocità media delle pulsar è di qualche centinaio di chilometri al secondo, e solo poche superano i mille. PSR J0002+6216 è una delle più veloci mai misurate. A questa velocità, probabilmente finirà per uscire dalla Via Lattea.
Perché le pulsar sono importanti
Le pulsar sono laboratori naturali per la fisica estrema. Permettono di studiare la materia a densità impossibili da ottenere sulla Terra, di mettere alla prova la teoria della relatività generale di Einstein e di rilevare le onde gravitazionali: le reti di radiotelescopi che osservano decine di pulsar molto regolari hanno trovato, nel 2023, le prime prove di un "fondo" di onde gravitazionali a bassissima frequenza che attraversa la galassia.
Le pulsar furono anche le protagoniste della prima scoperta di pianeti fuori dal Sistema solare: nel 1992 furono individuati alcuni pianeti attorno alla pulsar PSR B1257+12, come raccontato nell'articolo sui pianeti estremi. E alcune stelle di neutroni con campi magnetici fortissimi, le magnetar, sono tra le sorgenti dei misteriosi lampi radio veloci.
Proprio le pulsar sono state usate come mappa per indicare la posizione della Terra nella placca delle sonde Pioneer, un messaggio destinato a eventuali civiltà aliene.
Le pulsar sono state perfino usate come "mappa" per indicare la posizione della Terra agli eventuali alieni che trovassero le sonde Pioneer e Voyager. Per approfondire si può leggere la voce Pulsar su Wikipedia. Altri articoli si trovano nella sezione Astronomia.
