Raggiante della Luce di Milioni di Soli

Raggiante della Luce di Milioni di Soli

 

Utilizzando dati dell’osservatorio Chandra della NASA, un team guidato dal Caltech ha individuato una sorgente ultraluminosa di raggi X, identificandola come stella di neutroni. Lo studio permette di scoprire nuovi indizi sui processi in base ai quali questi oggetti estremi possano raggiungere le incredibili luminosità che li contraddistinguono.

Negli anni Ottanta i ricercatori hanno iniziato a scoprire sorgenti di raggi X estremamente luminose nelle regioni esterne di alcune galassie, lontano dai buchi neri supermassicci che si annidano al centro. Dapprima gli scienziati pensavano che questi oggetti cosmici, chiamati sorgenti ultraluminose di raggi X (ultraluminous X-ray sources, ULXs), fossero buchi neri con massa superiore a 10 masse solari, ma osservazioni del satellite NuSTAR e di altri telescopi, a partire dal 2014, hanno dimostrato che alcune ULX, che brillano nei raggi X con energia equivalente a milioni di Soli, sono in realtà stelle di neutroni, nuclei esausti di stelle massicce esplose. Finora sono state identificate come stelle di neutroni una manciata di sorgenti ultraluminose di raggi X.

Ora un team guidato dal Caltech, utilizzando dati dell’osservatorio Chandra della NASA, ha identificato un’altra ULX come stella di neutroni. Le stelle di neutroni sono oggetti estremamente densi: un cucchiaino della loro materia pesa come una montagna. La loro gravità estrema attira materiale da una stella compagna e man mano che questo materiale viene strappato via, si riscalda e brilla nei raggi X. Ma quando la stella di neutroni si ciba di materia, arriva ad un punto in cui l’intensa radiazione risultante respinge via la materia. Gli astronomi chiamano questo punto “limite di Eddington”, la massima luminosità che può raggiungere un sistema in equilibrio tra la forza di gravità che agisce in senso attrattivo e la pressione di radiazione che tenderebbe a farlo espandere. “Nello stesso modo in cui noi possiamo mangiare solo una certa quantità di cibo alla volta, ci sono limiti alla velocità in cui le stelle di neutroni possono accrescere materia”, afferma Murray Brightman, primo autore dello studio pubblicato su Nature Astronomy. “Ma le ULX superano in qualche modo questo limite, per emettere così un’incredibile quantità di radiazione X, e non sappiamo il perché”.

Nel nuovo studio i ricercatori hanno preso in considerazione una sorgente ultraluminosa di raggi X nella galassia Vortice, M51, a circa 28 milioni di anni luce di distanza da noi. Hanno analizzato dati di archivio del telescopio Chandra e hanno scoperto un calo insolito nello spettro della sorgente. Dopo aver escluso altre possibilità, il team ha ipotizzato che il calo fosse dovuto a un fenomeno chiamato scattering da risonanza di ciclotrone, che avviene quando particelle cariche, in questo caso molto probabilmente protoni, spiraleggiano attorno alle linee di campo magnetico. Questa scoperta ha consentito di determinare che la sorgente era una stella di neutroni con un campo magnetico particolarmente intenso. “La scoperta che questi oggetti molto brillanti, che sono stati ritenuti a lungo buchi neri con masse fino a 1000 volte quella del Sole, sono alimentati da stelle di neutroni molto meno massicce, è stata una grande sorpresa scientifica”, conclude Fiona Harrison, principal investigator della missione NuSTAR. “Ora potremmo davvero ricavare solidi indizi fisici sul perché questi piccoli oggetti possano essere così potenti”.
[ Barbara Bubbi ]

https://phys.org/news/2018-02-millions-suns.html

Nell’immagine la galassia Vortice ripresa dall’osservatorio a raggi X Chandra della NASA (in viola) e da Hubble (in rosso, verde e blu). La sorgente ultraluminosa di raggi X è indicata con un cerchio.
Credit: NASA/CXC/Caltech/M.Brightman et al.; Optical: NASA/STScI