Le onde nel tessuto dello spazio-tempo aiuteranno a rilevare "strane stelle"

Le onde nel tessuto dello spazio-tempo aiuteranno a rilevare

Guardando le onde nel tessuto dello spazio-tempo, gli scienziati saranno presto in grado di rilevare "strane stelle" - oggetti formati da un materiale che è radicalmente diverso dalle particelle che costituiscono la materia ordinaria.

I protoni e i neutroni che costituiscono i nuclei degli atomi sono costituiti da diverse particelle di base, note come quark. Ci sono solo sei tipi o "sapori" di quark: inferiore, superiore, strano, affascinante, affascinante e vero. Ogni protone o neutrone è costituito da tre quark: un protone è costituito da un quark inferiore e due quark superiori, ciascun neutrone è costituito da uno superiore e due inferiori.

In teoria, la materia può anche essere formata da altri sapori di quark. Dal 1970, gli scienziati hanno suggerito che particelle di "materia strana" possono essere formate da un numero uguale di quark superiori, inferiori e strani. In linea di principio, la materia strana deve essere più pesante e più stabile della materia ordinaria e può persino essere in grado di trasformarsi in materia ordinaria. Tuttavia, gli esperimenti di laboratorio non hanno ancora creato una singola particella di materia strana, quindi la sua esistenza rimane incerta.

Uno dei luoghi in cui una materia strana può formarsi naturalmente è il nucleo di stelle di neutroni - i resti di stelle che sono morte a causa di un'esplosione catastrofica conosciuta come una supernova. Le stelle di neutroni sono solitamente piccole con un diametro di circa 12 miglia (19 chilometri) o giù di lì, ma così densi che pesano tanto quanto il Sole. Ad esempio, un pezzo di una stella di neutroni, delle dimensioni di un pezzo di zucchero, può pesare 100 milioni di tonnellate. Sotto lo straordinario potere di questo peso estremo, alcuni dei quark inferiori e superiori che costituiscono le stelle di neutroni possono trasformarsi in strani quark, che portano alla formazione di strane stelle da materia strana.

Una strana stella, che a volte espelle particelle di materia strana, può convertire rapidamente una stella di neutroni che ruota in un sistema stellare binario in una strana stella. Gli studi dimostrano che una stella di neutroni, che prende un seme di materia strana da una strana stella, può trasformarsi in una strana stella in appena 1 millisecondo.

Ora, i ricercatori suggeriscono di poter rilevare strane stelle esaminando le onde gravitazionali delle stelle - un'increspatura invisibile nello spazio-tempo che Albert Einstein ha suggerito per la prima volta come parte della sua teoria della teoria generale della relatività.

Le onde gravitazionali sono emesse a causa dell'accelerazione di massa. Onde gravitazionali molto grandi si formano a causa di masse molto grandi, come una coppia di stelle di neutroni, che si fondono l'una con l'altra.

Una coppia di strane stelle emette onde gravitazionali, che sono diverse da quelle che emettono un paio di stelle di neutroni "normali", poiché le stelle strane dovrebbero essere più compatte, dicono i ricercatori. Ad esempio, una stella di neutroni con una massa pari a un quinto del Sole non dovrebbe avere più di 18 miglia (30 km) di diametro, mentre una stella strana della stessa massa non deve avere un diametro superiore a 6 miglia (10 km).

I ricercatori suggeriscono che gli eventi associati a strane stelle potrebbero spiegare due brevi picchi gamma: esplosioni gigantesche della durata inferiore a 2 secondi, osservate nello spazio profondo nel 2005 e nel 2007. L'osservatore di onde gravitazionali laser interferometriche (in particolare l'interferometro laser gravitazionale-Wave Observator, abbr. LIGO) non è stato in grado di rilevare le onde gravitazionali da questi eventi, chiamate GRB 051103 e GRB 070201. La fusione di stelle di neutroni è una spiegazione di brevi burst di gamma, ma LIGO avrebbe dovuto rilevare le onde gravitazionali da queste fusioni. Tuttavia, come affermano i ricercatori, se in entrambi questi eventi fossero coinvolte strane stelle, LIGO non è stato in grado di rilevare tali onde gravitazionali.

Tuttavia, la ricerca futura sarà in grado di rilevare questi strani fenomeni stellari. Grazie all'utilizzo di un ulteriore interferometro laser ad osservazione gravitazionale (ALIGO), il cui primo lancio è stato programmato per il 2015, i ricercatori si aspettano di rilevare circa 0, 13 fusioni di stelle di neutroni con strane all'anno (cioè una fusione ogni otto anni). Grazie al telescopio di Einstein, che è attualmente in fase di sviluppo nell'Unione europea, gli scienziati in definitiva si aspettano di rilevare circa 700 eventi di questo tipo all'anno.

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