Strana fine quella di alcune stelle: dopo miliardi di anni di attività nucleare destinate a restringersi e a spegnersi lentamente, emettendo luce bianca a bassissima densità per altrettanti anni. Una nana bianca appunto, secondo la definizione degli astrofisici. Questo flebile epilogo di un passato glorioso potrebbe non essere del tutto preciso però; a farcelo notare è Suzaku, l’“occhio” ai raggi X nippo-americano, che ha recentemente osservato pulsazioni di raggi X provenienti da AE Aquarii, una nana bianca distante più di 300 anni luce dal nostro pianeta. Un fenomeno tipico di un altro tipo di stella, definita pulsar, in quanto caratterizzata dalle emissioni pulsate estremamente regolari di radiazione elettromagnetica. I due tipi di stella, nana bianca e pulsar, sono due possibili evoluzioni finali di una  stella, che dipendono dalla massa della stella stessa. La nana bianca è un corpo stellare con un raggio molto corto (circa un centesimo di quello solare, che è di circa 700.000 km), ma con una massa paragonabile, caratterizzata quindi da una densità molto più elevata (si pensi che la stessa massa è racchiusa in un volume un milione di volte più piccolo di quello del Sole) e un’accelerazione di gravità colossale: 7.000.000 m/s^2 a fronte dei circa 10 m/s^2 di quella terreste. In una nana bianca, la forza gravitazionale che tende a comprimere la massa è contrastata da una pressione degli elettroni conseguente al principio di esclusione di Pauli (vedi Green numero 5, pag. 24), che rende la stella estremamente stabile; l’alta temperatura che le caratterizza (dell’ordine dei 100.000 K) è responsabile dell’emissione di radiazione elettromagnetica bianca. La pulsar (pulsating radiosource), invece, è una stella formata da neutroni compressi ad una densità straordinaria: quella che si otterrebbe comprimendo una portaerei nel volume di un granello di sabbia! Nel caso della pulsar, infatti, la massa, equivalente a quella del Sole, è racchiusa in un volume 10^14 volte più piccolo: un nucleo atomico di soli neutroni esteso per decine di chilometri insomma. Il tratto distintivo di questo tipo di stella è l’emissione di onde radio e raggi X che vengono misurati dal nostro pianeta come fasci di radiazione di geometria simile ai coni di luce emessi da un faro (l’effetto è dovuto al disallineamento tra l’asse di rotazione e l’asse del campo magnetico della pulsar). La scoperta del team di scienziati della JAXA (l’ente aerospaziale giapponese) e della NASA, che avvicina il comportamento delle nane bianche a quello delle pulsar, è particolarmente importante poiché alle pulsazioni delle pulsar sono collegati i campi magnetici responsabili delle accelerazioni nello spazio dei raggi cosmici, cioè l’insieme delle radiazioni energetiche a cui sono esposti tutti i corpi celesti, compresa la Terra. “AE Aquarii sembra essere l’equivalente per le nane bianche di una pulsar” dice Yukikatsu Terada, dell’Università giapponese di Saitama coinvolta nelle osservazioni. “Poiché le pulsar sono sorgenti di raggi cosmici, questo vuol dire che le nane bianche dovrebbero essere silenziosi acceleratori di particelle, che contribuiscono a molti dei raggi cosmici di bassa energia presenti nella nostra galassia”.

Per approfondimenti:
http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2007/whitedwarf_pulsar_prt.htm

La radiazione termica
La radiazione termica è la radiazione elettromagnetica emessa da un oggetto a causa della sua temperatura, ovvero dell’energia cinetica dei suoi costituenti. La relazione tra lunghezza d’onda più probabile della radiazione emessa e la temperatura dell’oggetto irraggiante è espressa dalla legge di Wien, secondo la quale la lunghezza d’onda è inversamente proporzionale alla temperatura.

Green n. 12
Marzo 2008