La pasta nucleare è il materiale più forte dell’Universo: “lasagne” nelle stelle di neutroni
Nella crosta delle stelle di neutroni si annida il materiale più forte e resistente dell'Universo, la “pasta nucleare”, così chiamata poiché composta da elementi la cui forma ricorda proprio quella di alcuni celebri piatti nazionali. Non a caso gli scienziati hanno soprannominato queste strutture “gnocchi”, “lasagna” e “spaghetti” sulla base della loro disposizione, determinata dalle immense forze in opposizione che stirano e modellano neutroni e protoni, trasformandoli in fogli piatti o lunghi cilindri. A dimostrare la resistenza di questa affascinante sostanza è stato un team di ricerca guidato da studiosi dell'Università McGill, che hanno collaborato coi colleghi dell'Università dell'Indiana e del California Institute of Technology.
In realtà era già noto che nella crosta delle stelle di neutroni si trovasse un materiale sensibilmente più resistente dell'acciaio, come dimostrato da un precedente studio condotto dagli astrofisici C. J. Horowitz e Kai Kadau, tuttavia la nuova indagine dimostra che la pasta nucleare è ancora più forte di quel che si immaginasse. Per rompere una “lasagna stellare” bisogna infatti applicare una pressione pari a una decina di miliardi di volte superiore a quella necessaria per spaccare l'acciaio. Ciò è dovuto al luogo peculiare in cui questo materiale densissimo si genera, ovvero nello strato più profondo delle stelle di neutroni. Questi oggetti celesti, del resto, sono il risultato di una supernova, l'implosione di una stella che dalle dimensioni del Sole si riduce a quelle di una grande città, col risultato di raggiungere una densità pazzesca. A causa di questo processo lo strato esterno della stella di neutroni – così chiamata poiché costituita principalmente da neutroni compattati dalla forza di gravità – forma una durissima crosta, nel cui strato più profondo origina la pasta nucleare.
Ma come hanno fatto gli astrofici guidati dal dottor Matthew Caplan a determinare la forza della pasta nucleare? Poiché non si può “sbirciare” all'interno di questi oggetti, si sono avvalsi di approfondite simulazioni al computer che l'hanno calcolata sulla base di parametri noti. Caplan e colleghi, che hanno pubblicato i risultati della loro ricerca su Physical Review Letters, si sono avvalsi di un supercomputer, dato che i complessi calcoli necessari avrebbero richiesto 2 milioni di ore di lavoro – circa 230 anni – con un singolo portatile equipaggiato da una buona scheda grafica (GPU).
I misteri che circondano le stelle di neutroni e la pasta nucleare che compone la loro crosta sono ancora molti, ma alcuni dati potrebbero essere raccolti grazie alle onde gravitazionali: nel 2017 furono infatti “catturate” dal LIGO quelle originate proprio da stelle di neutroni in collisione. La prima osservata della storia fu una pulsar (un tipo di stella di neutroni), individuata dall'astrofisica britannica Jocelyn Bell Burnell nel 1967. Nonostante questa sensazionale scoperta la ricercatrice non fu premiata dal Nobel (vinto dal suo professore), ma quest'anno è stata ‘risarcita' col prestigioso Breakthrough Prize da 3 milioni di dollari.
[Credit: McGill-Indiana University]
