Il telescopio spaziale Roman della NASA potrebbe svelare milioni di stelle di neutroni invisibili
La Via Lattea nasconde un segreto enorme, e il telescopio spaziale Roman della NASA potrebbe essere lo strumento giusto per portarlo alla luce. Secondo uno studio pubblicato sulla rivista Astronomy and Astrophysics, questa missione spaziale sarebbe in grado di individuare e persino “pesare” stelle di neutroni isolate, oggetti così densi e oscuri da sfuggire a qualsiasi osservazione diretta. Si parla di una popolazione nascosta che potrebbe contare centinaia di milioni di esemplari sparsi nella nostra galassia, eppure finora ne sono state identificate solo poche migliaia, quasi tutte sotto forma di pulsar.
Le stelle di neutroni sono ciò che resta quando una stella massiccia esplode in una supernova. Tutta la massa del Sole, e anche di più, compressa in un oggetto grande quanto una città. Condizioni di pressione e densità che non esistono in nessun altro posto nell’universo conosciuto. Il problema è che la maggior parte di questi oggetti non emette luce, onde radio o raggi X in quantità sufficiente per essere rilevata. Sono lì, da qualche parte, ma restano praticamente invisibili.
Come funziona il microlensing gravitazionale
Ed è qui che entra in gioco il telescopio spaziale Roman, con una tecnica chiamata microlensing gravitazionale. Quando una stella di neutroni passa davanti a una stella più lontana, la sua gravità curva e amplifica la luce di quella stella sullo sfondo. L’effetto è temporaneo: la stella distante appare più luminosa e leggermente spostata nel cielo. Molti telescopi riescono a cogliere l’aumento di luminosità, ma Roman farà qualcosa in più. Misurerà con estrema precisione sia la fotometria (il cambiamento di luminosità) sia l’astrometria (lo spostamento della posizione apparente della stella). Siccome le stelle di neutroni sono relativamente pesanti, il segnale astrometrico che producono è più forte rispetto a oggetti meno massicci.
“La fotometria ci dice che qualcosa è passato davanti alla stella, ma è lo spostamento della posizione a dirci quanto è massiccio quell’oggetto”, ha spiegato Peter McGill del Lawrence Livermore National Laboratory. In pratica, si può pesare qualcosa che a occhio nudo non esiste.
Risposte a domande ancora aperte
Le osservazioni del telescopio Roman potrebbero aiutare a rispondere a questioni fondamentali. Esiste un vero confine di massa tra stelle di neutroni e buchi neri? Quanto velocemente si muovono le stelle di neutroni nella galassia dopo il “calcio” ricevuto durante l’esplosione della supernova? Alcune di queste vengono lanciate nello spazio a centinaia di chilometri al secondo, e capire perché potrebbe cambiare parecchie cose nei modelli di evoluzione stellare.
Il team di ricerca, guidato da Zofia Kaczmarek dell’Università di Heidelberg, ha sottolineato che anche una singola misurazione di massa sarebbe già un risultato straordinario. “Stiamo osservando un campione piccolo che non rappresenta il quadro complessivo”, ha detto Kaczmarek. Il Galactic Bulge Time Domain Survey del telescopio Roman osserverà ripetutamente milioni di stelle in ampie porzioni di cielo, e i ricercatori prevedono di iniziare a identificare eventi promettenti già nei primi mesi dopo la messa in servizio.
C’è anche un aspetto che nessuno aveva previsto. La survey era stata progettata principalmente per scoprire esopianeti tramite microlensing fotometrico, ma la precisione astrometrica di Roman si è rivelata ideale anche per scovare stelle di neutroni e buchi neri. “Non faceva parte del piano originale”, ha ammesso McGill. “Ma si scopre che le capacità astrometriche di Roman sono davvero efficaci per questo tipo di scienza.” Se le previsioni si confermeranno, potrebbe essere la prima volta che una vasta collezione di stelle di neutroni isolate viene individuata esclusivamente attraverso i loro effetti gravitazionali. E questo, per chi studia la materia nelle condizioni più estreme dell’universo, sarebbe davvero una svolta.
