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Ricercatore dell’INAF partecipa alla scoperta di una millisecond pulsar

Ricercatore dell’INAF partecipa alla scoperta di una millisecond pulsar

Una pulsar è una stella di neutroni, e nasce probabilmente da ciò che rimane dopo il collasso di una stella. Si tratta di una classe di stelle di neutroni che nelle prime fasi della formazione ruotano molto velocemente, emettendo impulsi elettromagnetici ad intervalli estremamente regolari che possono essere rilevati anche sulla Terra.

Le stelle di neutroni sono spesso visibili per alcuni milioni di anni come radio pulsar: emettono un fascio di onde radio che, con la rotazione della stella, ci investe periodicamente, come un faro cosmico. Da qui, il loro caratteristico segnale pulsato. Tuttavia, col tempo, queste stelle rallentano fino a che il meccanismo che produce i fasci radio si interrompe, e le pulsar si “spengono”.

Nel 2015 un team dell’Istituto nazionale di astrofisica (INAF) guidato da Paolo Esposito, utilizzando le osservazioni effettuate con il telescopio spaziale XMM-Newton dell’European Space Agency (ESA), ha scoperto una pulsar nella galassia di Andromeda, la nostra galassia gemella, nell’ambito del progetto EXTraS (Exploring the X-ray Transient and variable Sky), finanziato dall’Unione Europea, coordinato dall’INAF. Tuttavia la pulsar individuata nella galassia di Andromeda si è rivelata essere una stella di neutroni dalle caratteristiche particolari.

Un gruppo internazionale di astronomi guidati da Ivan Zolotukhin dell’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) di Tolosa, a cui partecipa Matteo Bachetti, ricercatore dell’INAF di Cagliari, ha scoperto che questa pulsar si trova all’inizio della fase di riciclo, cioè quel processo che porta delle stelle di neutroni lente e "spente” a riaccendersi come “millisecond pulsar”.

Le “millisecond pulsar” sono una particolare classe di pulsar, dall’origine misteriosa, che con un periodo rotazionale compreso tra 1 e 10 millisecondi, possono essere visibili solo nella porzione dello spettro in microonde o nei raggi X. La pulsar denominata XB091D sta ritornando vigorosa e brillante nella banda dei raggi X, aumentando al contempo la sua velocità di rotazione, grazie all’acquisizione di materiale che sta strappando a una piccola stella compagna.

Questo processo, che avviene quando una stella di neutroni incontra una stella comune alla quale si lega attraverso la gravità per formare un sistema binario, può risvegliare le pulsar non più attive. La pulsar cattura gli strati esterni della stella comune, formando intorno a sé un disco di materia calda, il disco di accrescimento, capace di far accelerare la sua rotazione.

Il materiale che si accumula preferenzialmente sui poli magnetici della stella, forma due punti estremamente caldi (detti hotspot) che emettono un forte segnale ai raggi X e la stella di neutroni diventa una pulsar X, creando quegli incredibili orologi cosmici noti come millisecond pulsar. Lo studio permette di capire meglio i meccanismi che portano alla formazione di questi orologi cosmici.

«Il fenomeno osservato è raro: solo una ventina di pulsar in fase di riciclo sono note, tutte con periodi già molto elevati» dice Bachetti, coautore dell’articolo che descrive la scoperta, pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal. «La natura dell’ammasso globulare B091D, che ospita XB091D, ha probabilmente un ruolo. Si tratta di un ammasso vecchio 12 miliardi di anni e particolarmente denso, e ciò ha reso più probabile l’incontro della pulsar con la stella compagna».

Secondo i ricercatori, la pulsar a raggi X XB091D è stata scoperta proprio nelle prime fasi del suo “ringiovanimento”. Basandosi su un totale di 38 osservazioni con XMM-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), gli astronomi hanno studiato a fondo il sistema di XB091D. Secondo le loro stime, la pulsar si è riaccesa da meno di un milione di anni, la compagna è una stella un po’ più piccola del nostro Sole, e le due stelle compiono un’orbita in circa 30 ore e mezza. Continuando con la stessa “dieta”, nel giro di cinquantamila anni, la pulsar accelererà fino a qualche centinaio di rotazioni al secondo, diventando una millisecond pulsar.

Data pubblicazione 19/05/2017
Fonte INAF
Tag Aerospazio
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