The life cycle of a neutron star - David Lunney

Traduttore: Nicoletta Pedrana Revisore: Francesco Scafarto

About once every century,

Circa una volta ogni 100 anni,

a massive star somewhere in our galaxy

in qualche punto della nostra galassia una massiccia stella

runs out of fuel.

finisce il carburante.

This happens after millions of years of heat and pressure

Ciò accade dopo che milioni di anni di calore e pressione

have fused the star’s hydrogen

hanno fuso l'idrogeno della stella

into heavier elements like helium, carbon, and nitrogen— all the way to iron.

in elementi più pesanti come elio, carbonio e azoto, fino al ferro.

No longer able to produce sufficient energy to maintain its structure,

Non potendo più produrre sufficiente energia per mantenere la sua struttura,

it collapses under its own gravitational pressure and explodes in a supernova.

essa collassa sotto la sua pressione gravitazionale,

esplodendo in una supernova.

The star shoots most of its innards into space,

La stella scaglia nello spazio gran parte della sua materia,

seeding the galaxy with heavy elements.

disseminando elementi pesanti nella galassia.

But what this cataclysmic eruption leaves behind might be even more remarkable:

Ma ciò che questa eruzione cataclismica si lascia dietro

potrebbe essere ancora più rilevante:

a ball of matter so dense that atomic electrons

una palla di materia così densa che gli elettroni dell'atomo

collapse from their quantum orbits into the depths of atomic nuclei.

collassano dalle loro orbite quantistiche nelle profondità dei nuclei atomici.

The death of that star is the birth of a neutron star:

La morte di quella stella è la nascita di una stella di neutroni:

one of the densest known objects in the universe,

è uno dei più densi oggetti conosciuti nell'universo,

and a laboratory for the strange physics of supercondensed matter.

nonché un laboratorio per la strana fisica della materia super-condensata.

But what is a neutron star?

Ma cos'è una stella di neutroni?

Think of a compact ball inside of which protons and electrons fuse into neutrons

Immaginate una palla compatta in cui protoni e elettroni

si fondono nei neutroni,

and form a frictionless liquid called a superfluid—

formando un liquido senza attrito chiamato superfluido—

surrounded by a crust.

circondato da una crosta.

This material is incredibly dense –

Questa materia è estremamente densa –

the equivalent of the mass of a fully-loaded container ship

l'equivalente della massa di una nave porta-containera a pieno carico

squeezed into a human hair,

compressa in un capello umano,

or the mass of Mount Everest in a space of a sugar cube.

o la massa del Monte Everest in una zolletta di zucchero.

Deeper in the crust, the neutron superfluid forms different phases

In profondità nella crosta, il superfluido di neutroni dà vita a diverse fasi

that physicists call “nuclear pasta,”

che i fisici chiamano "pasta nucleare",

as it’s squeezed from lasagna to spaghetti-like shapes.

perché passa dalla forma di lasagna a quella di spaghetti.

The massive precursors to neutron stars often spin.

I precursori di massa delle stelle di neutroni spesso ruotano.

When they collapse,

Quando collassano,

stars that are typically millions of kilometers wide

stelle che normalmente sono larghe milioni di chilometri

compress down to neutron stars that are only about 25 kilometers across.

si comprimono in stelle di neutroni di appena un diametro di 25 chilometri.

But the original star’s angular momentum is preserved.

Ma il momento angolare della stella originaria viene preservato.

So for the same reason that a figure skater’s spin accelerates

Quindi nello stesso modo in cui un pattinatore accelera nelle piroette

when they bring in their arms,

quando raccoglie le sue braccia,

the neutron star spins much more rapidly than its parent.

la stella di neutroni ruota molto più rapidamente della sua genitrice.

The fastest neutron star on record rotates over 700 times every second,

La rotazione più veloce registrata per una stella di neutroni

è di 700 giri/secondo,

which means that a point on its surface whirls through space

e ciò significa che un punto della sua superficie ruota nello spazio

at more than a fifth of the speed of light.

a più di un quinto della velocità della luce.

Neutron stars also have the strongest magnetic field of any known object.

Le stelle di neutroni hanno anche il più forte campo magnetico

di qualsiasi oggetto conosciuto.

This magnetic concentration forms vortexes

Questa concentrazione magnetica forma vortici

that radiate beams from the magnetic poles.

che propagano raggi dai poli magnetici.

Since the poles aren’t always aligned with the rotational axis of the star,

Dal momento che i poli non sono sempre allineati

con l'asse di rotazione della stella,

the beams spin like lighthouse beacons,

questi raggi ruotano come luci di un faro,

which appear to blink when viewed from Earth.

che sembrano pulsare quando sono visti dalla Terra.

We call those pulsars.

Chiamiamo queste stelle Pulsar.

The detection of one of these tantalizing flashing signals

Il rilevamento di uno di questi allettanti fasci luminosi

by astrophysicist Jocelyn Bell in 1967

da parte dell'astrofisico Jocelyn Bell nel 1967

was in fact the way we indirectly discovered neutron stars

è stato difatti il modo in cui indirettamente

abbiamo scoperto le stelle di neutroni

in the first place.

inizialmente.

An aging neutron star’s furious rotation slows over a period of billions of years

L'impressionante rotazione di una stella di neutroni che invecchia,

rallenta nell'arco di miliardi di anni,

as it radiates away its energy in the form of electromagnetic and gravity waves.

disperde la sua energia sotto forma di onde elettromagnetiche

e gravitazionali.

But not all neutron stars disappear so quietly.

Ma non tutte le stelle di neutroni spariscono così tranquillamente.

For example, we’ve observed binary systems

Per esempio, abbiamo osservato i sistemi binari

where a neutron star co-orbits another star.

dove una stella di neutroni orbita assieme ad un'altra stella.

A neutron star can feed on a lighter companion,

La stella di neutroni può alimentarsi dalla compagna più leggera,

gorging on its more loosely bound atmosphere

rimpinzandosi della sua atmosfera debolmente legata

before eventually collapsing cataclysmically into a black hole.

prima di collassare infine cataclismicamente in un buco nero.

While many stars exist as binary systems,

Mentre molte stelle esistono come sistema binario,

only a small percentage of those end up as neutron-star binaries,

solo una piccola percentuale di queste finiscono per diventare

stelle di neutroni binarie,

where two neutron stars circle each other in a waltz doomed to end as a merger.

dove due stelle di neutroni orbitano tra di loro

in un valzer destinato a terminare in una fusione.

When they finally collide, they send gravity waves through space-time

Quando alla fine collassano, inviano onde gravitazionali attraverso lo spazio-tempo

like ripples from a stone thrown into a calm lake.

come cerchi creati da un sasso lanciato in lago calmo.

Einstein’s theory of General Relativity

La teoria della relatività generale di Einstein

predicted this phenomenon over 100 years ago, but it wasn't directly verified

ha previsto questo fenomeno oltre 100 anni fa,

ma esso non si è potuto direttamente verificare

until 2017,

fino al 2017,

when gravitational-wave observatories LIGO and VIRGO

quando gli osservatori di onde gravitazionali LIGO e VIRGO

observed a neutron star collision.

osservarono lo scontro di una stella di neutroni.

Other telescopes picked up a burst of gamma rays and a flash of light,

Gli altri telescopi rilevarono un'esplosione di raggi gamma

e un lampo di luce,

and, later, x-rays and radio signals, all from the same impact.

e, a seguire, raggi x e onde radio, tutti provenienti dallo stesse impatto.

That became the most studied event in the history of astronomy.

Questo è diventato l'evento più studiato nella storia dell'astronomia.

It yielded a treasure trove of data

Ha consegnato un tesoro di dati

that’s helped pin down the speed of gravity,

che ha contribuito a definire la velocità della gravità,

bolster important theories in astrophysics,

a supportare importanti teorie nell'astrofisica,

and provide evidence for the origin of heavy elements like gold and platinum.

e a fornire la prova dell'origine degli elementi pesanti come l'oro e il platino.

Neutron stars haven’t given up all their secrets yet.

Le stelle di neutroni non hanno ancora rivelato tutti i loro segreti.

LIGO and VIRGO are being upgraded to detect more collisions.

LIGO e VIRGO sono stati migliorati per rilevare ulteriori collisioni.

That’ll help us learn what else

Ciò ci permetterà di apprendere cos'altro

the spectacular demise of these dense, pulsating, spinning magnets

la spettacolare morte di questi densi, pulsanti e rotanti magneti

can tell us about the universe.

può raccontarci sull'universo.