Una stella che assomiglia a una matrioska, avendo al suo interno un’altra stella più piccola dello stesso tipo. Questo è l’affascinante risultato di una nuova soluzione alle equazioni di campo della relatività generale, formulata dai fisici teorici Daniel Jampolski e Luciano Rezzolla dell’Università Goethe di Francoforte, i quali hanno pubblicato la loro teoria su “Classical and Quantum Gravity“.
La teoria delle Stelle a Matrioska
Nello specifico, i due autori parlano di gravastar, un modello di stella che si pone come alternativa all’idea dei buchi neri. Queste gravastar furono ipotizzate come risultato di una soluzione delle equazioni di campo di Einstein da parte di Pawel Mazur ed Emil Mottola.
Contrariamente ai buchi neri, le gravastar presentano diversi vantaggi dal punto di vista dell’astrofisica teorica. Da un lato, sono compatte quasi quanto i buchi neri e mostrano anche una gravità sulla loro superficie che è essenzialmente forte quanto quella di un buco nero, somigliando quindi a un buco nero a tutti gli effetti. D’altra parte, le gravastar non hanno – sempre in teoria – un orizzonte degli eventi, cioè un confine dal quale non può essere inviata alcuna informazione, e il loro nucleo non contiene una singolarità.
Invece, il centro delle gravastars è costituito da un’energia esotica – oscura – che esercita una pressione negativa all’enorme forza gravitazionale che comprime la stella. La superficie delle gravastar è rappresentata da una sottilissima crosta di materia ordinaria, il cui spessore si avvicina allo zero.
Gravastar all’interno di un’altra Gravastar
Ora, nella nuova formulazione di questa teoria elaborata da Daniel Jampolski e Luciano Rezzolla, sarebbe possibile l’esistenza di una gravastar all’interno di un’altra gravastar. Hanno dato a questo ipotetico oggetto celeste il nome “nestar” (dall’inglese “nested”). Daniel Jampolski, che ha scoperto la soluzione come parte della sua tesi di laurea supervisionata da Luciano Rezzolla, afferma: “La nestar è come una matrioska“, aggiungendo che “la nostra soluzione alle equazioni di campo consente tutta una serie di nestar“.
Mentre Mazur e Mottola presuppongono che la gravastar abbia un guscio sottile costituito da materia normale, il guscio composto da materia delle nestar sarebbe un po’ più spesso: “È un po’ più facile immaginare che qualcosa di simile possa esistere“, conclude Jampolski.
Luciano Rezzolla, professore di astrofisica teorica all’Università Goethe, spiega: “È fantastico che anche 100 anni dopo che Schwarzschild presentò la sua prima soluzione alle equazioni di campo di Einstein dalla teoria della relatività generale, sia ancora possibile trovare nuove soluzioni. È un po’ come trovare una moneta d’oro lungo un percorso già esplorato da molti altri. Ma anche se le nestar non esistessero, esplorare le proprietà matematiche di queste soluzioni ci aiuterà in definitiva a comprendere meglio i buchi neri“.
