05 Set 2019 Bagliori Misteriosi nei Fuochi d’Artificio
Smaglianti bagliori in tonalità blu e verde all’interno della Galassia Fuochi d’Artificio rivelano la posizione di sorgenti di raggi X estremamente brillanti, catturate dall’osservatorio spaziale NuSTAR della NASA. Un nuovo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal, indaga sulla natura enigmatica dell’insolita sorgente visibile vicino al centro galattico, apparsa e poi scomparsa nel giro di poche settimane.
Le sorgenti di raggi X, generate da alcuni tra i processi più estremi del cosmo, sono ben rare, rispetto alle molteplici sorgenti di luce visibile nell’immagine di fondo. NGC 6946, chiamata anche Galassia Fuochi d’Artificio, si trova a circa 10 milioni di anni luce di distanza, nella costellazione di Cefeo, ed è famosa per il gran numero di supernove osservate al suo interno, devastanti esplosioni stellari da cui deriva il suo nome. L’obiettivo primario delle osservazioni di NuSTAR era quello di studiare nella galassia una supernova, l’esplosione di una stella massiccia giunta al termine della sua evoluzione, visibile come macchia luminosa blu-verde in alto a destra. Questi eventi violenti possono produrre per breve tempo una quantità di luce ottica tale da offuscare l’intera galassia.
La macchia verdastra più in basso non era visibile durante le prime osservazioni di NuSTAR, ma brillava intensamente all’inizio di una seconda osservazione, dieci giorni più tardi. In seguito, tramite l’osservatorio a raggi X Chandra della NASA, si è scoperto che la sorgente ultraluminosa nei raggi X era scomparsa quasi altrettanto rapidamente. L’oggetto misterioso è stato chiamato ULX-4, dal momento che si tratta della quarta sorgente ultraluminosa di raggi X individuata nella galassia. I ricercatori hanno escluso che possa trattarsi di una supernova, dal momento che al bagliore in banda X non era associabile alcuna luce visibile.
“Dieci giorni è un periodo di tempo davvero minimo perchè appaia un oggetto così brillante”, spiega Hannah Earnshaw del Caltech, a guida dello studio. “Di solito con NuSTAR osserviamo cambiamenti più graduali nel corso del tempo e non osserviamo frequentemente una sorgente varie volte in rapida successione. In questo caso siamo stati fortunati a catturare una sorgente che è cambiata in tempi estremamente rapidi: un qualcosa di entusiasmante”.
Lo studio considera la possibilità che la luce provenga da un buco nero nell’atto di divorare un altro oggetto, ad esempio una stella. Se un oggetto capita troppo vicino a un buco nero, la stretta gravitazionale inizia a distruggerlo, portando i detriti verso un’orbita ravvicinata attorno al buco nero. Il materiale nel bordo interno del disco di accrescimento inizia a muoversi così rapidamente da riscaldarsi a milioni di gradi, emettendo radiazione X. Gran parte delle sorgenti ultraluminose di raggi X durano tipicamente parecchio tempo perché sono create da un oggetto compatto, come un buco nero, che si nutre della stella per periodi di tempo prolungati. Le sorgenti di raggi X transienti, di breve durata, sono molto più rare e suggeriscono un singolo evento drammatico, ad esempio un buco nero che distrugge rapidamente una piccola stella.
Ma i ricercatori hanno proposto anche altre ipotesi per spiegare il bagliore improvviso e mutevole di ULX-4. La sorgente potrebbe essere una stella di neutroni, un oggetto estremamente denso derivante dall’esplosione di una stella non abbastanza massiccia da formare un buco nero. Anche le stelle di neutroni sono in grado di catturare materiale circostante e di formare conseguentemente un disco di detriti in rapido movimento. Le stelle di neutroni generano campi magnetici così forti da creare “colonne” che incanalano materiale verso la superficie, generando potente radiazione X nel corso del processo.
Ma se una stella di neutroni ruota in modo particolarmente rapido, quei campi magnetici possono formare una barriera, rendendo impossibile al materiale raggiungere la superficie della stella. L’effetto barriera potrebbe impedire alla stella di diventare una sorgente brillante di raggi X, a eccezione delle volte in cui la barriera magnetica non funziona per breve tempo, permettendo al materiale di ricadere sulla superficie stellare. Questo meccanismo potrebbe rappresentare un’altra spiegazione per l’improvvisa apparizione e scomparsa di ULX-4. “Questo risultato costituisce un passo avanti verso la comprensione di alcuni dei casi più rari ed estremi in cui la materia precipita verso buchi neri o stelle di neutroni”, conclude Earnshaw.
Nell’immagine la galassia Fuochi d’Artificio ripresa dalla Digital Sky Survey, cui sono sovrapposti i dati di NuSTAR (in blu e verde)
Credit: NASA/JPL-Caltech
https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2019-182
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