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Stelle di neutroni


Le stelle di neutroni sono stelle con massa elevata che, dopo aver bruciato tutto il combustibile nucleare al loro interno, prima sono esplose come supernova poi hanno subìto una forte contrazione sotto l'azione del proprio peso. Sono così chiamate perché nella contrazione gli elettroni vengono spinti dentro i nuclei atomici convertendo i protoni in un gas di neutroni. La materia di tali stelle è così densa che un pezzo di essa tenuto in una mano peserebbe quanto una flotta di navi da guerra.
Le stelle di neutroni possono trovarsi nei resti di supernova, isolate nello spazio o come componenti di sistemi binari. Quattro di esse si pensa abbiano pianeti. Stelle di neutroni in rotazione sono dette pulsar.
Per le considerazioni di carattere quantistico sulle stelle di neutroni, clicca qui.
Il comportamento della materia in queste condizioni estreme di temperatura e di pressione non è ben conosciuto. Conoscendo la distanza di una stella di neutroni isolata, magari ricavandola indirettamente da un oggetto stellare conosciuto che si trova nelle vicinanze, si può calcolare il diametro e la temperatura della stella confrontando tra loro le misure di luminosità e colore prese nel visibile, nei raggi X e in ultravioletto. Se la stella di neutroni compone un sistema binario è molto più difficile valutare il suo diametro perché, catturando continuamente del materiale dalla stella compagna, la luminosità della stella non proviene esclusivamente dalla sua superficie e ciò rende il calcolo meno accurato; d'altra parte, in questo caso si può ricavare la massa, dalla dinamica del movimento delle due stelle.
Calcoliamo, indicativamente, la densità di una stella di neutroni, assumendo per essa un raggio di 15 km e una massa di 2 masse solari. La densità r è data dal rapporto tra la massa m e il volume sferico V in cui la massa è contenuta. Si ha, per il volume

V=(4/3)p(15)3 km3≈14.130 km3

per cui, tenendo conto che una massa solare equivale a circa 2·1030 kg,

r=m/V=(2·2·1030/14.130) kg/km3≈3·1026 kg/km3=3·1014 g/cm3

dello stesso ordine di grandezza della densità di un singolo neutrone.

 

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