Astrofisica Nucleare Teorica delle Stelle Compatte: Supernovae, Stelle di Neutroni e Pulsars

Il programma riguarda lo studio del legame fra proprietà microscopiche e macroscopiche di oggetti astrofisici compatti, tipici degli ultimi stadi di evoluzione stellare. In particolare, sistemi quali stelle di neutroni e stelle massive in collasso gravitazionale presentano condizioni di materia nucleonica densa (`fredda¿ per le prime, `calda¿ per le seconde) del tutto diverse da quanto si incontra nella fisica nucleare terrestre, e le cui proprietà microscopiche sono cruciali per capire i fenomeni macroscopici che vengono osservati dagli astronomi. L¿attuale fase di ricerca si concentra su due filoni: 1) Nell¿ambito della spiegazione dei Pulsar glitches (improvvisi aumenti della frequenza di rotazione della stella di neutroni) in termini d¿intrappolamento di vortici, si vogliono studiare le proprietà superfluide del liquido neutronico ruotante ed in particolare l¿interazione fra vortici nel superfluido e nuclei esotici (ricchi di neutroni) nella crosta della Pulsar. La natura ed intensità di tale interazione costituiscono il fondamento microscopico della teoria macroscopica dei glitches e gli studi presenti in letteratura sono pochi e fisicamente non consistenti. Il programma si propone uno studio quantitativo e realistico dell¿energia d¿interazione vortice-nucleo in funzione della densità e composizione nucleare della crosta della Pulsar. 2) Nell¿ambito della teoria delle esplosioni di Supernova, la fase di neutronizzazione durante il collasso gravitazionale è cruciale nel determinare la successiva dissipazione di energia e, di conseguenza, l¿esito dell¿esplosione. In particolare, la cattura elettronica da parte di nuclei esotici è influenzata dalla densità di livelli vicino alla superficie di Fermi e dalla sua variazione con la temperatura. Il programma si propone di valutare l¿effetto dei processi di cattura elettronica nella stella durante la fase di collasso sulle variabili termodinamiche.