La stella RXJ-1856, candidata a prima stella di quark ad essere scoperta e caratterizzata (fonte: NASA/SAO/CXC/J. Drake et al.).
L’osservazione, da parte dell’osservatorio orbitante per i raggi X Chandra, di due stelle dalle “strane” caratteristiche sembra confermare l’esistenza di un nuovo tipo di astri, ipotizzate teoricamente già un ventennio fa e battezzate “strange quark stars“.
La prima stella osservata, RXJ-1856, un residuo di supernova distante dalla Terra circa 400 anni luce, è stata studiata da Jeremy Drake dell’Harvard – Smithsonian Center for Astrophysics di Cambridge (New York). L’oggetto si mostra decisamente brillante alle lunghezze d’onda X e molto meno nell’ottico: questo ed altri dati possono essere spiegati da una stella di poco più di 11 km di diametro e con una temperatura di meno di 1 milione di gradi Kelvin (circa 700.000).
Usando la risoluzione spettrale e spaziale del telescopio a raggi X di Chandra, gli astronomi hanno misurato per la prima volta una temperatura accurata della stella di neutroni incorporata nel residuo di supernova 3C 58, i resti di una stella esplosa nel 1181 d.C.. Questa stella si mostra con una temperatura di meno di 1 milione di gradi, molto più fredde di quanto prevede il modello di stella composta da neutroni puri. Ciò suggerisce che questa stella di neutroni non è interamente composta da neutroni, come previsto, e che potrebbero essere necessarie forme più nuove e più strane di materia (fonte: NASA / SAO / CXC / P. Slane et al.).
La seconda stella, 3C 58, dista dalla Terra circa 10.000 anni luce ed è il risultato dell’esplosione di una supernova osservata da astronomi Cinesi e Giapponesi nel 1181. Il team di ricercatori guidato da David Helfand della Columbia University di New York che l’ha studiata non ha rilevato con il Chandra la quantità di radiazione X che si aspettava, e ciò ha portato i ricercatori a concludere che la stella ha una temperatura superficiale inferiore al milione di gradi, molto meno di quanto ci si attendeva in base ai modelli teorici comunemente accettati.
Come già accennato, la teoria ha già qualche decennio, ma fino ad ora non erano mai state osservate stelle che, con le loro caratteristiche, ne confermassero l’esattezza. Essa predice l’esistenza di stelle fatte interamente di quark, i “mattoni fondamentali della materia”, ovvero le particelle che, in varie combinazioni, formano i protoni ed i neutroni. Le due stelle (soprattutto la prima) escono decisamente dai “binari” della teoria comunemente accettata e sarebbero ben spiegabili se come modello si utilizzasse un nuovo stato della materia formato da quarks indifferenziati originatisi dalla scissione dei neutroni e compressi in piccoli astri.
Tale ipotesi non è comunque semplice da accettare se si considera che, secondo una teoria accreditata, chiamata “confinamento dei quark“, essi non possono essere ritrovati liberi (ed infatti sulla Terra la loro esistenza è stata dedotta dai risultati degli impatti negli acceleratori di particelle, non dall’osservazione “diretta”), ma sempre legati all’interno di particelle più grandi, quali i neutroni (formati da due quark “down” e da un “up”).
In un’ipotetica scala degli oggetti cosmici più densi, le stelle di quark si pongono immediatamente dopo le stelle di neutroni (delle quali sarebbero due-tre volte più dense) ed immediatamente prima dei buchi neri, gli oggetti più densi finora conosciuti.
Se tale scenario dovesse essere riconfermato da altri ritrovamenti di stelle dalle caratteristiche simili ai due “prototipi” qui analizzati, si dovrebbero rivedere i modelli alla base della formazione delle stelle di neutroni e si dovrebbe trovare il modo di spiegare in che modo i neutroni possano scindersi negli elementi di base che li compongono, i quark, appunto.
(Piter Cardone – Pubblicato su “AstroEmagazine” n. 23, Maggio 2002, pagg. 10-11)
