44 anni fa Jocelyn Bell captava un segnale da "piccoli omini verdi"

Cos'è una pulsar? Oggi potremmo definirla sicuramente una stella di neutroni, la cui radiazione elettromagnetica in coni ristretti è osservata come impulsi emessi ad intervalli estremamente regolari. Ne derivano segnali ad impulsi. Ma prima che tutto questo fosse chiaro ed evidente qualcuno che incrociò il loro segnale lo scambio per un messagio alieno. Succedeva esattamente 44 anni fa, era il 28 novembre 1967,  e Jocelyn Bell era seduta davanti ai suoi chilometri di carta da ore, osservando quello strano picco di energia alla lunghezza d’onda di 3,7 metri disegnato sui grafici. Si ripeteva esattamente ogni 1,3373011 secondi. Sempre uguale a se stesso. Niente di quello che gli astronomi conoscevano allora poteva esserne la fonte. Non le galassie, non il vento solare, non le stelle, comprese i quasar che Jocelyn stava studiando per il suo PhD. Estremamente regolare, della durata di 0,3 secondi, chiaramente distinguibile dal rumore di fondo. Sembrava quanto meno strano che a produrlo fosse un qualche oggetto celeste. In sordina, la speranza di aver captato un segnale inviato da un’ intelligenza extraterrestre si fece largo tra le nozioni di fisica e di ingegneria. Il nome originale dell'oggetto fu "LGM" (Little Green Men, piccoli omini verdi). Com'è andata a finire?

Torniamo allora a quel 28 novembre, ecco comparire lo strano segnale: un forte impulso di energia radio che si ripeteva a intervalli regolari, sincronizzato con il tempo siderale. Escluse le trasmissioni di radioamatori e polizia, non c’erano molte spiegazioni possibili se non una fonte extraterrestre. 
Jocelyn ed Hewish decisero di aspettare a comunicare la notizia, finché, poco dopo, lei trovò un altro segnale. Questo pulsava a intervalli di 1,2 secondi e proveniva da un altro punto del cielo.

Diventava abbastanza improbabile che si trattasse di due popolazioni di omini verdi. 
Quando la notizia fu divulgata, i due non avevano ancora capito quale fosse la fonte dei segnali radio. Il loro rompicapo solleticò da subito le menti di astrofisici. Poco dopo (siamo nel 1968), la maggior parte degli scienziati votava per le stelle di neutroni. Ed ecco che nasceva il concetto di Pulsar, oggi dato per scontato.

Le pulsar, stelle di neutroni.

 

Il modello di pulsar generalmente accettato, e raramente messo in discussione, spiega le osservazioni con un fascio di radiazioni che punta nella nostra direzione una volta per ogni rotazione della stella di neutroni. L'origine del fascio rotante è legato al disallineamento tra l'asse di rotazione e l'asse del campo magnetico della pulsar, analogamente a quanto si osserva sulla Terra. Il fascio è emesso dai poli magnetici della pulsar, che possono essere separati dai poli di rotazione di un angolo anche ampio. Questo angolo rende il comportamento dei fasci simile a quello di un faro. La sorgente di energia dei fasci è l'energia rotazionale della stella di neutroni, la quale rallenta lentamente la propria rotazione per alimentare i fasci. Le pulsar millisecondo sono state probabilmente accelerate dal momento angolare posseduto da materia esterna caduta su di esse, proveniente da una vicina stella compagna in un sistema binario mediante il meccanismo del trasferimento di massa. Anche le pulsar millisecondo, però, rallentano costantemente la propria rotazione. L'osservazione di glitch è di interesse per lo studio dello stato della materia nelle stelle di neutroni. Un glitch è un improvviso aumento della velocità di rotazione (che viene osservato come un'improvvisa riduzione dell'intervallo tra gli impulsi). Per lungo tempo si è creduto che tali glitch derivassero da "stellamoti" dovuti ad aggiustamenti della crosta superficiale della stella di neutroni. Oggi esistono anche modelli alternativi, che spiegano i glitch come improvvisi fenomeni di superconduttività dell'interno della stella. La causa esatta dei glitch non è al momento conosciuta.Nel 2003, le osservazioni della pulsar della Nebulosa del Granchio ha rivelato "sotto-impulsi", sovrapposti al segnale principale, con una durata di pochi nanosecondi. Si pensa che impulsi così stretti possano essere emessi da regioni della superficie della pulsar con un diametro massimo di 60 centimetri, rendendo queste regioni le più piccole strutture mai misurate all'esterno del Sistema Solare.


La scoperta delle pulsar ha confermato l'esistenza di stati della materia prima solo ipotizzati, appunto la stella di neutroni, e impossibili da riprodurre in laboratorio a causa delle alte energie necessarie, gravitazionali e non. Questo tipo di oggetto è l'unico in cui è possibile osservare il comportamento della materia a densità nucleari, anche se solo indirettamente. Inoltre, le pulsar millisecondo hanno consentito un nuovo test della relatività generale in condizioni di forti campi gravitazionali. Grazie alle pulsar, è stata possibile la prima scoperta di un pianeta extrasolare.

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