26 Apr 2017 Nuova giovinezza per una pulsar in Andromeda
Un nuovo studio relativo alla pulsar XB091D rivela proprietà straordinarie di questo oggetto raro ed estremo. Si ritiene che la stella di neutroni, situata in uno dei più antichi ammassi globulari della galassia di Andromeda, abbia catturato una compagna soltanto un milione di anni fa e da allora stia gradualmente riprendendo la sua rapida rotazione, recuperando vigore giovanile e risplendendo nei raggi X, quasi si trattasse di una fenice cosmica. L’articolo è stato pubblicato su The Astrophysical Journal.
Le giovani stelle massicce muoiono esplodendo come supernove. Durante questo processo spazzano via gli strati esterni di materiale e il nucleo collassa, diventando, nel caso di stelle con massa tra 10 e 20 volte quella solare, una stella di neutroni molto densa e compatta. Le pulsar sono stelle di neutroni in rapida rotazione, la cui radiazione elettromagnetica in fasci ristretti, simili a quelli di un faro, è osservata come impulsi radio emessi ad intervalli estremamente regolari. Questi oggetti fortemente magnetizzati ruotano rapidamente, compiendo centinaia di rivoluzioni al secondo, ma col tempo perdono energia rotazionale e rallentano.
Per tornare giovane e accelerare la sua rotazione la pulsar può accoppiarsi con una stella ordinaria. Dopo aver formato un sistema binario la stella di neutroni inizia a catturare materia dalla stella, formando un caldo disco di accrescimento attorno a se stessa. La materia fluisce verso l’interno, prevalentemente sui poli magnetici della pulsar, formando zone molto calde, hot spot. Qui la temperatura raggiunge milioni di gradi, le regioni emettono intensi segnali nello spettro X e la stella di neutroni rotante diventa una pulsar a raggi X, mentre la materia che continua a caderle addosso accelera la rotazione.
In qualche centinaio di migliaia di anni, un batter d’occhio per i tempi cosmici, la vecchia pulsar, che aveva già rallentato la sua rotazione, può ancora una volta ruotare migliaia di volte più velocemente. Un evento così raro da individuare è stato osservato da un team di astrofisici della Lomonosov Moscow State University, insieme con colleghi di Italia e Francia. La pulsar a raggi X nota come XB091D è stata scoperta nelle fasi precoci della sua ritrovata gioventù e si rivela la pulsar con la più lenta rotazione conosciuta all’interno di ammassi globulari. Completa una rotazione in 1,2 secondi e secondo gli scienziati l’accelerazione della pulsar è iniziata meno di un milione di anni fa.
La scoperta è stata realizzata utilizzando osservazioni raccolte da XMM-Newton tra il 2000 e il 2013. Basandosi su un totale di 38 osservazioni gli astronomi sono riusciti a caratterizzare il sistema XB091D. Secondo il team la pulsar a raggi X si è risvegliata circa un milione di anni fa e la compagna è una vecchia stella di modeste dimensioni (circa quattro quinti della massa del Sole). Il sistema binario ha un periodo di 30,5 ore e la stella di neutroni ruota una volta ogni 1,2 secondi. In un periodo di circa 50.000 anni avrà accelerato abbastanza da diventare una classica pulsar millisecondo.
Gli astronomi hanno dimostrato che XB091D è localizzata nella vicina galassia di Andromeda, a 2,5 milioni di anni luce di distanza, immersa tra le stelle di un ammasso globulare estremamente denso e antico di 12 miliardi di anni, B091D, dove, in soli 90 anni luce di estensione, si trovano molti milioni di vecchie stelle.
Nessuna pulsar di questo tipo è stata osservata negli ammassi globulari che circondano la Via Lattea, perché i nuclei non sono abbastanza grandi e densi da formare sistemi binari stretti ad un tasso sufficientemente elevato. Secondo gli autori questo indica che il nucleo dell’ammasso è molto più grande rispetto al consueto: si tratta di un oggetto denso e raro. La densità delle stelle risulta, in una regione che si estende per circa 2,5 anni luce, 10 milioni di volte superiore che in prossimità del Sole.
Secondo gli scienziati la vasta regione di astri estremamente addensati presenti nell’ammasso B091D ha permesso alla stella di neutroni di catturare e cannibalizzare una compagna circa un milione di anni fa e iniziare così lo straordinario processo di accelerazione e ringiovanimento.
[ Barbara Bubbi ]
https://m.phys.org/news/2017-04-astrophysicists-rejuvenating-pulsar-neighboring-galaxy.html
Credit: NASA
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