Una Coppia Stellare Estrema

Una Coppia Stellare Estrema

Analizzando i dati della missione Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) della NASA, gli scienziati hanno scoperto una coppia di stelle davvero estrema, formata da una pulsar in rapida rotazione e una nana bianca che orbitano una attorno all’altra con periodo incredibilmente breve, ogni 38 minuti.

La scoperta della coppia stellare, chiamata IGR J17062–6143 (J17062 in breve), rappresenta un record per il periodo orbitale più breve conosciuto relativo a una certa classe di sistemi binari estremi. I dati di NICER dimostrano che le stelle di J17062 distano tra loro soltanto 300.000 chilometri, meno della distanza tra la Terra e la Luna. Basandosi sul periodo orbitale brevissimo della coppia e sulla distanza, gli scienziati ritengono che la seconda stella sia una nana bianca povera di idrogeno. “Non è possibile che una stella ricca di idrogeno, come il Sole, sia la compagna della pulsar”, afferma Tod Strohmayer, primo autore dello studio.

NICER, installato a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, è la missione NASA che si propone di studiare uno degli oggetti più incredibili del cosmo: le stelle di neutroni. Quando una stella massiccia esplode come supernova, il suo nucleo collassa in buco nero o stella di neutroni, un oggetto piccolo e ultradenso, della dimensione simile a quella di una città, ma con una massa maggiore di quella solare. Una pulsar è una stella di neutroni in rapida rotazione dotata di un forte campo magnetico. La sua radiazione elettromagnetica in coni ristretti è osservata come impulsi emessi a intervalli estremamente regolari.

Precedenti osservazioni di J17062 hanno rivelato che gli impulsi di raggi X si verificano 163 volte al secondo. L’energia di un impulso di raggi X è pari a quella che il Sole emette in un paio di settimane ed è prodotta da vampate termonucleari su queste stelle estreme. Gli impulsi segnano le posizioni di punti caldi attorno ai poli magnetici della pulsar, quindi permettono di determinare quanto velocemente stia ruotando l’oggetto. La pulsar di J17062 ruota a circa 9.800 rivoluzioni per minuto. I punti caldi si formano quando l’intenso campo gravitazionale di una stella di neutroni sottrae materia da una stella compagna, in questo caso da una nana bianca. La materia si raccoglie in un disco di accrescimento e spiraleggia verso la pulsar, dirigendosi infine sulla superficie. Le stelle di neutroni hanno forti campi magnetici, quindi il materiale arriva sulla superficie della stella in modo irregolare, viaggiando lungo il campo magnetico fino ai poli magnetici, dove crea i punti caldi.

La raffica costante di gas in caduta fa sì che la pulsar ruoti più rapidamente. Quando la stella ruota, i punti caldi appaiono e scompaiono dalla vista degli strumenti a raggi X come NICER, che registra le fluttuazioni. Alcune pulsar ruotano oltre 700 volte al secondo. Nel corso del tempo il materiale rubato alla compagna si accumula sulla superficie della stella di neutroni. Una volta che la pressione di questo strato aumenta fino a un certo punto, avviene una reazione termonucleare che rilascia energia equivalente a 100 bombe con potenza di 15 megatoni che esplodono per ogni centimetro quadrato, spiega Strohmayer. I raggi X derivanti da queste colossali esplosioni possono essere catturati da NICER. I ricercatori hanno dimostrato che le stelle orbitano una attorno all’altra in un’orbita circolare: la nana bianca è un “peso minimo”, con massa circa l’1,5 percento di quella solare, mentre la vorace pulsar è molto più “pesante”, circa 1,4 masse solari. I risultati dello studio sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal Letters.
[ Barbara Bubbi ]

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Nell’immagine rappresentazione artistica della coppia stellare
Credit NASA’s Goddard Space Flight Center

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/nasa-s-nicer-mission-finds-an-x-ray-pulsar-in-a-record-fast-orbit