I Rigurgiti della Pulsar Cannibale

Un team internazionale di astronomi ha osservato per la prima volta l’intero processo di accrescimento di materiale da parte di una stella di neutroni distante, un evento che ha innescato una poderosa esplosione di radiazione X.

Il team, guidato da Adelle Goodwin della Monash University, ha osservato una pulsar durante le fasi iniziali di un’eruzione. Si tratta della prima volta in cui un simile evento è stato osservato con questo tipo di dettaglio, in molteplici frequenze, incluse misurazioni ad alta sensibilità nell’ottico e nei raggi X. I risultati derivano dalla collaborazione tra cinque gruppi di ricercatori e dall’utilizzo di sette telescopi e sono in via di pubblicazione su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Le giovani stelle massicce muoiono esplodendo come supernove. Durante questo processo spazzano via gli strati esterni di materiale e il nucleo collassa, diventando in alcuni casi 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 assai rapidamente, compiendo centinaia di rivoluzioni al secondo. Le pulsar a raggi X sono sorgenti che mostrano variazioni periodiche nell’intensità della radiazione X e sono costituite da una stella di neutroni altamente magnetizzata in orbita con una stella compagna. In sistemi binari di questo tipo l’emissione di raggi X è innescata dal rilascio di energia potenziale gravitazionale, man mano che la pulsar divora materiale dalla stella compagna raccogliendolo in un disco di accrescimento circostante. La materia che spiraleggia verso la pulsar può rilasciare nel giro di qualche settimana una quantità poderosa di energia, pari all’emissione totale di energia del Sole in 10 anni.

I ricercatori hanno catturato uno di questi sistemi durante la fase iniziale dell’eruzione della pulsar, rivelando che il materiale impiega 12 giorni a spiraleggiare verso l’interno e collidere con la stella di neutroni, un periodo sostanzialmente più lungo rispetto ai 2-3 giorni previsti dalla teoria. “Queste osservazioni ci hanno permesso di studiare la struttura del disco di accrescimento e determinare con quanta rapidità e facilità il materiale può muoversi verso la stella di neutroni”, spiega Adelle. “Utilizzando molteplici telescopi sensibili a diverse lunghezze d’onda, siamo stati in grado di tracciare l’attività iniziale avvenuta vicino alla stella compagna, nei bordi esterni del disco di accrescimento. Ci sono voluti 12 giorni perché il disco venisse riscaldato e perché il materiale spiraleggiasse verso la stella di neutroni, producendo radiazione X”.

La pulsar osservata si chiama SAX J1808.4−3658, ruota ben 400 volte al secondo e si trova a 11.000 anni luce di distanza nella Costellazione del Sagittario. I dischi di accrescimento sono composti solitamente da idrogeno, ma questo oggetto particolare è composto per il 50 percento da elio. Secondo gli scienziati questo eccesso di elio potrebbe rallentare il riscaldamento del disco perché l’elio “brucia” a temperature più elevate, facendo sì che il processo eruttivo impieghi 12 giorni ad attivarsi.

Nell’immagine rappresentazione artistica di una pulsar a raggi X che divora materiale da una stella vicina Credits: NASA