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giovedì 31 dicembre 2009

Un nuovo tipo di stelle


Una volta che una stella ha esaurito le possibili fonti di energia costituite dalle reazioni di fusione non è più in grado di sostenere il peso della materia e si avvia verso il collasso. Lo stadio finale di una stella con massa inferiore al limite di Chandrasekhar (circa 1,44 masse solari) è quello di nana bianca, mentre se tale limite viene superato si genera una stella di neutroni. In questi oggetti la gravità viene controbilanciata dalla pressione di degenerazione dovuta al principio di esclusione di Pauli, ma tale pressione è in grado di reggere al massimo strutture fino a 2,1 masse solari (questo valore viene chiamato limite di Tolman-Oppenheimer-Volkoff) dopo di che il collasso sfocia inevitabilmente nella formazione di un buco nero. Quattro astrofisici, però, hanno recentemente suggerito che possa esistere un'ulteriore fermata prima di questo capolinea.




De-Chang Dai, Arthur Lue, Glenn Starkman e Dejan Stojkovic hanno infatti proposto per la pubblicazione su Physical Review Letters uno studio in cui ipotizzano l'esistenza di stelle elettrodeboli. In questi oggetti celesti il collasso verrebbe impedito dalla completa trasformazione dei quark (le particelle elementari che costituiscono protoni e neutroni) in leptoni, una famiglia di particelle più leggere alle quali appartengono elettroni e neutrini.



Benché il processo sia previsto dal cosiddetto Modello Standard della fisica delle particelle, è talmente raro che probabilmente in condizioni ordinarie non si è mai verificato nel nostro universo. Ma le condizioni delle regioni centrali delle stelle di neutroni prossime al collasso non sono affatto ordinarie e secondo i quattro teorici la conversione dei quark in leptoni potrebbe avvenire a tassi elevatissimi. L'enorme energia rilasciata da queste trasformazioni sarebbe in grado di contrastare il collasso gravitazionale per una decina di milioni di anni, rendendo di fatto questa fase di stella elettrodebole una vera e propria tappa del cammino evolutivo di una stella.



Il grosso problema sarà quello di riuscire a individuare in cielo questa tipologia di stelle. Gran parte dell'energia, infatti, viene emessa sotto forma di neutrini, particelle incredibilmente ostiche da osservare, mentre solo una minima parte si presenta come radiazione elettromagnetica. Ed è proprio in tale radiazione che si dovranno individuare le tracce della provenienza da una stella elettrodebole. In che modo? Fino ad ora non se ne ha la minima idea...

tratto da: coelum

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