15 giugno 2008
Cosa ruota più velocemente nello spazio?? {0}
Uno dei miei altri interessi oltre al mondo della microelettronica,della tecnologia e di internet in generale è tutto quello che riguarda l’universo e l’astrofisica di oggetti molto remoti in particolare. Ho deciso di scrivere quindi il mio primo ( e penso che sarà seguito da altri ) articolo dedicato a questo affascinante argomento.
Praticamente qualsiassi corpo nello spazio non si muove solamente, ma ruota anche attorno al suo asse. Ma quali corpi celesti ruotano più velocemente??
Bene, tanti di voi già sanno che il nostro pianeta ruota una volta al giorno, e questo è un buon punto da cui iniziare, anche perchè siamo molto più veloci del nostro Sole che ci mette approssimativamente circa 25 giorni per ruotare di una sola volta. Ma noi non siamo certo i più veloci se consideriamo anche solo i pianeti del nostro sistema: Giove e Saturno ci battono entrambi, visto che nonostante la loro taglia enorme, ruotano attorno a se stessi una volta ogni circano 10 ore, con Giove un pò più veloce e Saturno un pò più lento.
Bene, straordinariamente, nel nostro sistema solare ci sono cose che ruotano ancora più velocemente, ed il nuovo detentore del record è stato appena scoperto… da un astronomo dilettante! Congratulazioni a Richard Miles di Dorset, nel Regno Unito che ha scoperto che l’asteroide 2008 HJ ( uno di quelli a rischio di impatto con la terra ), il quale ruota una volta ogni 42.7 secondi, rendendolo il primo corpo nel sistema solare che ruota attrono al proprio asse con un periodo minore di un minuto! Nonostante sia grande 12×24 metri ( più o meno come un campo da tennis ) esso ha una massa di circa 5000 tonnellate . Per paragone, tra questo e gli altri, i più grandi asteroidi misurano decine o centinaia di chilometri, come questi dell’immagine:
Ma cosa succede se andiamo fuori dal nostro sistema solare? Ci sono corpi che ruotano più velocemente? Certo che ci sono: le stelle collassate!
È probabile che quelli di voi che hanno fatto fisica alle scuole superiori o forse meglio all’università si ricorderanno che delle cose ( poche ) sono sempre conservative ( i.e. forza che non dipende dal percorso ma dal punto di inizio e da quello di fine ): Energia, Momento, e Momento Angolare fra loro. Bene, che il momento angolare sia conservativo vuole dire che se ho un corpo massivo che sta ruotando e collassa, risulta che ruoterà molto più velocemente. È lo stesso principio dietro a questo ( è in inglese ma non non è molto difficile capire ):
Bene, prendiamo il nostro Sole; ha un momento angolare che è proporzionale al suo raggio al quadrato per la sua velocità angolare. Ma il Sole è grande. Ha un raggio di 700,000 chilometri. Un giorno il Sole diverrà una nana bianca, diventando così l’1% della sua grandezza attuale. Se conserva il suo momento angolare vuole dire che invece di metterci 25 giorni per ruotare esso girerà attorno a se stesso una volta ogni solo 3.5 minuti. E se uardiamo alle altre stelle nane bianche, ci risulta che è proprio la velocità di rotazione corretta, e la più veloce che pulsa una volta ogni 33 secondi!
Beh si può pensare che 33 secondi è solo poco più veloce dell’asteroide nel nostro sistema solare. Bene, vi faccio vedere. Quello che volevo dire era che non tutte le stelle collassano in nane bianche, con raggi di migliaia di chilometri. Alcune di loro possono collassare ulteriormente sino a formare corpi celesti in cui il neutrone è protagonista ( stelle di neutroni appunto ), con raggi di solo alcuni chilometri! Bene, di nuovo,il momento angolare si conserva, e cosa c’aspetteremmo per il nostro Sole? Un periodo di approssimativamente 20 millisecondi. Incredibile vero? Vediamo quello che si trova quando si tabulano i periodi di stelle di neutroni osservati:
Variano dai più lenti a 8.3 secondi ai più veloci a solamente 1.4 millisecondi! Se si fanno un pò di calcoli, e se ci chiediamo quanto veloce gira per esempio una stella con un raggio di km del 5 che ruota con un periodo di 1.4 millisecondi troviamo che questa velocità è approssimativamente il 10% della velocità di luce. Se si vuole che giri più velocemente allora l’unica soluzione è che la stella collassi in un buco nero. L’unico problema è che se una stella collassa in un buco nero non possiamo misurare il suo periodo di rotazione perchè esso oltre ad “risucchiare” tutta la materia ( protoni,elettroni,neutroni ) non lascia scampo neanche ai fotoni e quindi non possiamo vedere la luce emessa. Comunque provate a pensare a quanti giri al minuto fa una stella di neutroni che gira con un periodo di 1.4 millisecondi…circa 60000rpm!! Riuscite ad immaginare a quanti ne fa un buco nero, magari di quelli più piccoli??
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