Nuove conferme che ci sono pulsar millisecondo all’origine dell’eccesso di raggi gamma nel nucleo della Via Lattea

Mappa dei raggi gamma
Mappa dei raggi gamma

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” descrive una ricerca che offre nuove conferme che la sorgente anomala di raggi gamma captata per la prima volta nel 2009 dal telescopio spaziale per i raggi gamma Fermi della NASA è costituita da pulsar millisecondo. La prima ipotesi era che si trattasse di collisioni di particelle di materia oscura ma pulsar millisecondo che si trovano nel nucleo della Via Lattea le cui emissioni si sono mescolate nel segnale rilevato da Fermi sembrano sempre più probabili.

Una sorgente anomala al centro della Via Lattea che non corrispondeva ad alcuna sorgente di raggi gamma conosciuta venne scoperta grazie alla creazione di una mappa del cielo ai raggi gamma con energie maggiori di 1 GeV. Essa venne chiamata semplicemente eccesso di raggi gamma dagli astronomi e suscitò il loro interesse perché secondo un modello riguardante la materia oscura è possibile che le particelle che la compongono si scontrino generando emissioni elettromagnetiche sotto forma di raggi gamma. Tuttavia, era anche possibile che l’eccesso di raggi gamma fosse generato da stelle nel bulge, per la precisione pulsar, resti di stelle morte, che ruotano su se stesse in tempi compresi tra 1 e 10 millisecondi e quindi chiamate pulsar millisecondo.

Vari studi stanno favorendo l’ipotesi pulsar millisecondo. Il più recente è stato descritto in un articolo pubblicato nel marzo 2018 sempre sulla rivista “Nature Astronomy” che concludeva che l’eccesso di raggi gamma era dovuto alla presenza di pulsar millisecondo nel nucleo della Via Lattea, nell’area chiamata in gergo bulge. Si è trattato di una conclusione basata su modelli teorici, non su osservazioni dirette dato che l’abbondanza di polvere interstellare filtra moltre frequenze elettromagnetiche, perciò la questione rimaneva più che mai aperta con la necessità di ulteriori studi indipendenti.

Ora un altro team di ricercatori dell’Università olandese di Amsterdam e del Centro Nazionale della Ricerca Scientifica francese ha esaminato dati raccolti in 8 anni con lo strumento Large Area Telescope (LAT) del telescopio spaziale Fermi. Uno strumento d’analisi che è stato chiamato Sky Factorization with Adaptive Constrained Templates (SkyFACT) è stato creato dai ricercatori stessi.

L’immagine (Cortesia Christoph Weniger, University of Amsterdam/FermiLAT) mostra la mappa delle emissioni di raggi gamma dal disco galattico. I riquadri mostrano a destra il profilo che i ricercatori si aspettano se l’eccesso di raggi gamma è provocato da interazioni di particelle di materia oscura e a sinistra il profilo che si aspettano se l’eccesso è generato da stelle.

Combinando modelli fisici con analisi delle immagini, SkyFACT ha indicato chiaramente che le emissioni di raggi gamma provengono da regioni del bulge dove c’è anche una notevole quantità di masse stellari. Ha anche mostrato una coerenza nel rapporto luce/massa nel bulge. In parole molto semplici, ha indicato una chiara correlazione tra emissioni gamma e presenza di masse stellari.

Richard Bartels e Christoph Weniger, due membri di questo team, avevano già partecipato a una precedente ricerca pubblicata nel febbraio 2016 sulla rivista “Physical Review Letters” che sosteneva l’ipotesi pulsar millisecondo perciò si tratta di ricercatori che hanno accumulato parecchia esperienza sulla questione. Francesca Calore, un altro membro del team che ha condotto la ricerca pubblicata su “Nature Astronomy”, ha spiegato che i risultati saranno utili anche per cercare di osservare le pulsar nascoste con radiotelescopi di prossima generazione in grado di captare frequenze che non vengono filtrate dalla polvere interstellare.

Il radiotelescopio MeerKAT è stato inaugurato recentemente mentre per il gigantesco radiotelescopio SKA, quello che dovrebbe rivoluzionare l’astronomia radio, entrerà in funzione solo fra qualche anno. Al momento, anche il radiotelescopio ALMA potrebbe offrire possibilità di scoprire qualche pulsar nel bulge della Via Lattea per fornire risposte definitive sull’eccesso di raggi gamma e ottenere altre informazioni sulle pulsar millisecondo.

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