E' il nucleo imploso di una stella massiccia che ha prodotto un'esplosione di supernova. La massa minima d'una tipica stella di neutroni è di 1,4 masse solari, con un raggio di circa 5 miglia (8 km) e la densità della materia neutronica.

Una stella di neutroni è una versione ancora più compressa d'una nana bianca. In questi oggetti, la pressione è talmente elevata da vincere la repulsione elettrica tra elettroni e protoni; essi vengono spinti l'uno contro l'altro a formare neutroni. Nella materia normale è questa repulsione che frena la compressione, ma, in mancanza della repulsione elettrica, la materia può venir compressa fino a 100 milioni di tonnellate per centimetro cubo.

Le stelle di neutroni usualmente hanno un diametro compreso tra dieci e venti chilometri, eppure hanno una massa maggiore di quella del Sole. Esse generano immensi campi magnetici e ruotano su se stesse rapidamente, generando così degli impulsi radio che spazzano il cielo lungo una linea come il fascio luminoso di un faro. Talvolta questi fasci intercettano la Terra, e noi vediamo una pulsar. La prima pulsar fu scoperta nel 1967 nella Nebulosa Granchio (M1) e il merito fu della giovane ricercatrice inglese Jocelyn Bell. Quest'oggetto era una stella che si trasformò in supernova nel 1054, e fu visibile in pieno giorno per qualche tempo, registrato anche negli annali degli astronomi cinesi del tempo. Ora M1 è una nebulosa con dentro una pulsar.

Rappresentazione pittorica d'un sistema binario con una stella gigante rossa alla quale una stella di neutroni compagna "strappa" materia dagli strati superficiali. Questa materia, spiraleggiando intorno alla stella collassata, la quale ha un diametro approssimativo d'una decina di chilometri, crea turbolenze e attrito, che fanno perdere energia gravitazionale alla materia in rotazione. Questa precipita lungo un percorso a spirale sino sulla superficie della stella di neutroni (che può essere nella fase di pulsar). Come si vede nel disegno, la stella gigante rossa è deformata dalla forza gravitazionale esercitata dalla compagna compatta. Ingrandendo la parte del disegno centrata sulla stella a destra, vedrete che la materia del disco d'accrescimento "precipita" sulla stella di neutroni in rotazione lungo il piano equatoriale. La materia in eccesso viene espulsa lungo un cono con asse di simmetria centrato su ciascuno dei poli della "stella degenerata", cioé con materiale così fortemente compressa da trasformare i protoni e elettroni (caricati elettricamente) in neutroni (neutri elettricamente). La materia espulsa lungo il doppio cono, viaggia ad altissima velocità, spesso prossima alla velocità della luce nel vuoto "c".
Quando la materia (idrogeno) che precipita sulla stella di neutroni, raggiunge uno spessore compreso tra i 5 e i 10 metri, la fortissima pressione esercitata su questo gas dalla stella collassata ne provoca l'accensione termonucleare, facendo fondere 4 atomi di idrogeno in uno di elio e producendo energia in eccesso. L'energia prodotta sulla superficie della stella di neutroni è così tanta che si verifica uno scoppio colossale, il quale dura solitamente da alcuni secondi ad alcuni minuti, durante i quali la luminosità della stella di neutroni aumenta tanto (si verifica una condizione di "stella nova"). E, essendo la situazione ripresentabile dopo un certo lasso di tempo, la stella di neutroni sarà una "nova ricorrente".
Noi osserveremo l'impuso di radiazione (gamma, X, visibile o radio) solamente se il cono di radiazione elettromagnetica della pulsar "spazzerà" una regione di cielo dove si trova anche la Terra. In caso contrario, osserveremo solamente la stella di neutroni col disco d'accrescimento che ruota con la gigante rossa attorno al comune centro di massa.
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Immagine prelevata dalla pagina http://www.esa.int/SPECIALS/Integral/SEMPADBE8YE_1.html presente nel sito dell'European Space Agency.
Si ringrazia NASA/Dana Berry in qualità di editore/autore del disegno, quali detentori del copyright dello stesso.

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