Quando una stella di grande massa, esaurito il suo carburante nucleare, finisce la sua vita, si ha una esplosione di supernova (vedi animazione ) e viene lasciato un residuo compatto. Questo oggetto, chiamato Stella di Neutroni, ha un raggio di circa 10 chilometri e una massa approssimativamente una volte e mezzo quella del sole (il cui raggio e' di 700.000 chilometri). Una Stella di Neutroni dunque e' la cenere che rimane quando unastella gigante brucia e collassa su se stessa. La forza di gravita' prevale sulla forza elettronica che tiene separati gli atomi gli uni dagli altri e li comprime in una massa dieci trilioni di volte piu' densa di un blocco di piombo. Un singolo cucchiaino di materiale di una stella di neutroni pesa quanto un'intera montagna!

A causa della conservazione del momento angolare, quel principio in base a cui, ad esempio, una pattinatrice ruota su se stessa piu' velocemente quando avvicina le braccia al corpo (vedi animazione), la stella collassata, avendo drasticamente diminuito il suo raggio, nasce con un periodo rotazionale estremamente elevato.

Le Pulsar (acronimo per pulsating radio surces) sono stelle di neutroni rapidamente rotanti con un campo magnetico molto elevato che emettono un fascio collimato di onde radio.

L'emissione radio, provenendo dai poli magnetici della stella, e' confinato entro un piccolo cono di emissione e, se l'asse magnetico non e' allineato con quello rotazionale, la syella di neutroni si comporta come una sorta di faro cosmico e un osservatore sulla Terra vedra' una sequenza di impulsi di onde radio.

La prima radio pulsar fu scoperta nel 1967 da Jocelyn Bell, studentessa presso l'Universita' di Cambridge, e il suo supervisore di tesi Anthony Hewish (vincitore del premio Nobel per la fisica nel 1974) nel corso di un esperimento sulla scintillazione prodotta dal mezzao interplanetario su radiosorgenti extragalattiche.

La scoperta della prima pulsar
(a) La prima registrazione di PSR B1919+21; il segnale somiglia a
un'interferenza radio (anch'essa presente nella stessa registrazione)
(b) Registrazione su rullo di carta dei singoli impulsi di PSR B1919+21

Questo oggetto mostrava impulsi regolari con un periodo di ripetizione di 1.337 secondi e una durata di qualche centesimo di secondo. La brevita' degli impulsi indicava che l'oggetto emittente doveva avere un diametro D al piu' di qualche migliaio di chilometri (dal cosiddetto argomento di causalita' D < c X T - dove c e' la velocita' della luce - che lega la durata T del segnale alla dimensione D della sorgente di emissione). In un primo momento, a causa della piccola dimensione stimata e della estrema regolarita' del segnale, fu presa in considerazione l'ipotesi che potesse trattarsi di un segnale proveniente da una civilta' extraterrestre e la prima pulsar fu soprannominata LGM1 (Little Green Man 1). Subito pero' il professor Hewish e Jocelyn Bell compresero che non poteva trattarsi di un segnale artificiale in primo luogo perche' furono trovati altre tre registrazioni di eventi simili in punti differenti del cielo e in secondo luogo perche' non c'era evidenza di un moto orbitale dell'oggetto emittente che invece ci si sarebbe aspettati se si fosse trattato di un messaggio inviato da un pianeta extraterrestre che orbita il suo sole.

(1) La Nebulosa del Granchio vista dal VLT (Very Large Telescope, in Chile)
(2) La Nebulosa del Granchio vista dal satellite a raggi X Chandra
(3) Il profilo dell'impulso radio della pulsar del Granchio

L'attenzione quindi si sposto' su oggetti di piccola massa: nane bianche, il cui raggio e' di qualche centinaio di chilometri, e stelle di neutroni, la cui esistenza era stata ipotizzata fin dal 1932 ma mai verificata osservativamente. L'evidenza definitiva che le pulsar sono proprio stelle di neutroni si ebbe con la scoperta, un anno piu' tardi, della pulsar nella Nebulosa del Granchio, un resto di supernova che Franco Pacini, nel 1967 (ma prima della scoperta di Bell & Hewish) aveva teorizzato potesse essere alimentato dalla presenza di una stella di neutroni fortemente magnetizzata e rapidamente rotante! Inoltre, il breve periodo di ripetizione (33 millesimi di secondo) della pulsar del Granchio escludeva che potesse trattarsi di una nana bianca: a questi regimi rotazionali infatti un tale oggetto verrebbe distrutto dalla forza centrifuga che verrebbe a prevalere sulla gravita'.

Last update: 13-Jan-2006