Il resto della supernova 3C 58 contiene al centro una stella di neutroni rotante, nota come PSR J0205+6449. Gli astronomi hanno studiato questa stella di neutroni e altre simili per indagare la natura della materia all’interno di questi oggetti molto densi. Un nuovo studio, condotto con l’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e XMM-Newton dell’ESA, rivela che l’interno delle stelle di neutroni può contenere un tipo di materia ultradensa che non si trova in nessun’altra parte dell’Universo.
In questa immagine di 3C 58, i raggi X a bassa energia sono colorati in rosso, i raggi X a media energia sono in verde e la banda dei raggi X ad alta energia è mostrata in blu. I dati dei raggi X sono stati combinati con un’immagine ottica gialla del Digitized Sky Survey. I dati di Chandra mostrano che la stella di neutroni in rapida rotazione (conosciuta anche come “pulsar”) al centro è circondata da un anello di emissione di raggi X e da un getto che si estende per diversi anni luce. I dati ottici mostrano le stelle nel campo.
Il team di questo nuovo studio ha analizzato i dati precedentemente pubblicati relativi alle stelle di neutroni per determinare la cosiddetta equazione di stato. Questo si riferisce alle proprietà fondamentali delle stelle di neutroni, comprese le pressioni e le temperature nelle diverse parti del loro interno.
Gli autori hanno utilizzato l’apprendimento automatico, un tipo di intelligenza artificiale, per confrontare i dati con diverse equazioni di stato. I loro risultati implicano che una frazione significativa delle equazioni di stato, quelle che non includono l’estinzione a masse più elevate, possono essere scartate.
I ricercatori hanno approfittato del fatto che alcune stelle di neutroni oggetto dello studio si trovano nei resti di supernova, inclusa 3C 58. Poiché gli astronomi hanno stime dell’età dei resti di supernova, hanno anche l’età delle stelle di neutroni che contengono durante le esplosioni che crearono sia i resti che le stelle di neutroni. Gli astronomi hanno scoperto che la stella di neutroni 3C 58 e altre due erano molto più fredde rispetto al resto delle stelle di neutroni studiate.
Il team ritiene che parte della spiegazione del rapido raffreddamento sia che queste stelle di neutroni sono più massicce della maggior parte delle altre. Poiché le stelle di neutroni più massicce hanno più particelle, potrebbero essere innescati processi speciali che fanno sì che le stelle di neutroni si raffreddino più rapidamente.
Una possibilità per ciò che c’è all’interno di queste stelle di neutroni è un tipo di decadimento radioattivo vicino ai loro centri in cui i neutrini (particelle di piccola massa che viaggiano facilmente attraverso la materia) portano via gran parte dell’energia e del calore, provocando un rapido raffreddamento.
Un’altra possibilità è che nei centri di queste stelle di neutroni ci siano tipi di materia esotica che si raffreddano più rapidamente.
