Secondo la Teoria della Relatività Generale di Einstein, la rotazione di un oggetto massiccio produce un effetto di trascinamento dello spazio-tempo nelle sue vicinanze. Questo effetto è stato misurato, nel caso della rotazione terrestre, con esperimenti satellitari come Gravity Probe B e la combinazione dei satelliti laser Lageos 1 e 2 e Lares.

Ora grazie all’aiuto di un insolito sistema stellare – situato nella Costellazione della Mosca e costituito da un pulsar e da una nana bianca  un gruppo di ricercatori del Max Planck Institute di Bonn è stato in grado di rilevare il vortice dello spazio-tempo attorno alla nana bianca confermando la teoria alla base della formazione di questo esclusivo sistema binario.

La pulsar in questione, denominata Psr J1141-6545 e  scoperta nel 1999, ruota attorno alla nana bianca in un’orbita stretta e veloce lunga meno di 5 ore, sfrecciando nello spazio a circa 1 milione di chilometri orari mentre la separazione massima tra le stelle è appena maggiore  delle dimensioni del nostro Sole. I ricercatori hanno misurato gli impulsi della pulsar con una precisione di 100 microsecondi per un periodo di di quasi 20 anni, grazie ai radiotelescopi Parkes e Utmost situati in Australia.

Gli strumenti dei due radiotelescopi  hanno  permesso agli scienziati di rilevare un effetto deriva di lungo termine che influenza le orbite delle due stelle. Dopo aver eliminato altre possibili cause di questo effetto, gli scienziati hanno concluso che quest’ultimo è il risultato il risultato dell’effetto di trascinamento predetto da Einstein.

Secondo i risultati dello studio la vorticosa rotazione della nana bianca nello spazio-tempo ha permesso alla pulsar di cambiare lentamente il suo orientamento nel corso del tempo. Secondo i calcoli che comprendono anche l’effetto trascinamento la nana bianca volteggia sul suo asse orbitale circa 30 volte l’ora.

Alcuni studi condotti in precedenza avevano ipotizzato che la nana bianca si fosse formata prima della pulsar. In base a questa teoria la supernova progenitore della pulsar avrebbe riversato sulla nana bianca quasi 20 mila masse terrestri nel corso di 16 mila anni di esistenza, aumentando così la sua velocità di rotazione.

I sistemi come Psr J1141-6545, in cui la pulsar è più giovane della nana bianca, sono piuttosto rari e il nuovo studio conferma un’ipotesi di vecchia data, proposta oltre due decenni fa, sulla nascita di questo sistema binario.

Ma non è tutto. i ricercatori hanno scoperto che l’effetto trascinamento può fornire informazioni anche sulla stella in rapida rotazione che lo ha causato. In futuro sarà possibile utilizzare questo metodo per analizzare le stelle binarie di neutroni e conoscere di più sulla loro composizione interna.

Nel dettaglio, la densità della materia all’interno di una stella di neutroni supera di gran lunga ciò che può essere raggiunto  dalle simulazioni in  laboratorio e –  secondo gli scienziati  – c’è ancora molto da imparare grazie all’utilizzo di questa metodologia.

«Presto le nuove generazioni di radiotelescopi Meerkat e Square Kilometer Array (Ska) avranno un ruolo centrale nella comprensione di come la teoria di Einstein entra in gioco in questi sistemi – conclude Evan Keane co-autore dello studio – in particolare Ska dovrebbe rilevare i sistemi binari più esotici come quello oggetto della nostra ricerca e in questo modo saremo in grado di studiare molti altri effetti previsti dalla relatività generale».