La scoperta delle pulsar

Una scoperta epocale per l’astrofisica: le pulsar, stelle di neutroni

Era il 28 novembre del 1967, ovvero 53 anni fa, quando una giovane di origini irlandesi dottoranda presso l’Università di Cambridge fece questa importante scoperta, stelle di neutrini che ruotano ad altissima velocità: le pulsar.

Susan Jocelyn Bell Burnell, nata Susan Jocelyn Bell, brillante studentessa, oggi affermata astrofisica alla quale dobbiamo questa importante scoperta.

Le pulsar

Le radio pulsar sono oggetti celesti dalle proprietà molto diverse rispetto alle stelle comuni. Tutta la loro materia, tanta almeno quanta ne contiene il Sole, è confinata entro un raggio di solo una decina di chilometri. Inoltre questa materia è principalmente composta da neutroni. Infine, esse ruotano a velocità elevatissima emettendo onde radio in uno o due fasci grosso modo conici. Ne deriva una sorta di effetto-faro: un radiotelescopio posto a Terra riceve un impulso di onde radio solo quando i fasci conici sono diretti verso l’antenna, ossia una o due volte per ogni rotazione della pulsar. A livello di osservazione, il segnale di una pulsar è dunque percepito come una sequenza regolare di impulsi radio.

Questo naturalmente è quanto sappiamo oggi, ma fino al 1967 erano state formulate solo previsioni teoriche, considerate oltremodo ardite, su eventuali stelle costituite da neutroni.

Nessuno aveva la minima idea della esistenza delle pulsar. In tale quadro va letta la scoperta di Jocelyn Bell e del suo supervisore di dottorato, Antony Hewish.

Antony Hewish e Jocelyn Bell

Su indicazione del suo supervisore, appunto il professor Antony Hewish Jocelyn passò un paio di anni a costruire, con cacciavite e martello, un nuovo radiotelescopio presso l’Università di Cambridge, in Inghilterra. Ciò richiese la posa di oltre duecento chilometri di cavi, su un area grande come cinquantasette campi da tennis. Lo scopo era di studiare i quasar, che erano stati da poco scoperti.

A partire dal luglio 1967, Jocelyn Bell divenne l’unica analizzatrice dei dati prodotti da questo strumento e presto fu in grado di riconoscere in essi il fenomeno ricercato della scintillazione e di distinguerlo dalle interferenze. Un paio di mesi dopo l’inizio delle osservazioni, Jocelyn notò però un segnale dall’aspetto diverso dagli altri. Osservazioni successive rivelarono provenire sempre dalla stessa direzione in cielo. Nel novembre 1967 essa riconobbe come una sequenza di impulsi di onde radio spaziati di 11/3 di secondo.

La sorgente fu chiamata all’inizio LGM1, dove LGM è l’acronimo di Little Green Men (omino verde); infatti Bell e Hewish pensarono che si trattasse di un segnale proveniente da extraterrestri, in quanto appariva troppo regolare per essere naturale. In seguito la sorgente venne identificata come una stella di neutroni rotante ad altissima velocità.

L’annuncio della scoperta

Pubblicata su «Nature» nel febbraio 1968, mise a rumore tutta la scienza mondiale: era la prova della esistenza di materia ultradensa e in particolare delle stelle di neutroni. Ampia eco ci fu sui giornali, sia per la scoperta, sia per il ruolo decisivo svolto in quella ricerca da una giovane donna. Non a caso, il nome stesso dei nuovi oggetti celesti – pulsar – fu coniato dal «Daily Telegraph».

Con costernazione di gran parte della comunità astrofisica, l’Accademia Svedese delle Scienze decise nel 1974 di conferire il premio Nobel per la scoperta soltanto al professor Antony Hewish. Il punto di vista di Jocelyn, che accolse la notizia mantenendo sempre quella serenità che è parte del suo carattere, è stato ribadito in tempi recenti in una intervista alla BBC:

Io ero una studentessa di dottorato, e in quei tempi si credeva, si percepiva, si dava per assodato, che la scienza fosse fatta e guidata da grandi uomini, propriamente uomini, probabilmente in camici bianchi. E che questi uomini avessero una pattuglia di servi che facevano ogni cosa su indicazione, senza pensare.

La vita e carriera dopo la scoperta

Nonostante il trattamento ricevuto, la Bell non covò rancore e nemmeno si fece abbattere moralmente da quella ingiustizia subita. Anzi. Per fortuna la sua carriera è proseguita fino ad oggi senza altri intoppi, e finalmente il mondo accademico, il mondo scientifico gli hanno riconosciuto quello che è sempre stata: una grande donna, una grande mente, una grande astrofisica.

Giusto per darvi un’idea, dopo aver terminato il dottorato, Bell lavorò all’Università di Southampton (1968-73), all’University College di Londra (1974-82) e all’Osservatorio Reale di Edimburgo (1982–91), prima di diventare professoressa di fisica alla Open University per dieci anni, ed in seguito professoressa “in visita” all’Università di Princeton. Nel 1986 è diventata la project manager per il James Clerk Maxwell Telescope a Mauna Kea, Hawaii. Prima di ritirarsi, Bell era Decano di Scienze all’Università di Bath, tra il 2001 ed il 2004, ed è stata Presidente della Royal Astronomical Society tra il 2002 e il 2004. Attualmente è professoressa in visita alla Oxford University. È stata Presidente dell’Institute of Physics tra il 2008 e il 2010. Nel febbraio del 2018 è stata nominata rettrice (Chancellor) dell’Università of Dundee.

Come dire, alla faccia vostra e del vostro premio Nobel.

Thank you, Jocelyn!

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Qui sotto il link ad un articolo di Jocelyn Bell pubblicato su Science:

So Few Pulsar, So Few Female – S. Jocelyn Bell Burnell, Science  23 Apr 2004.