Una pulsar vedova nera mostra un possibile collegamento con i lampi radio veloci

Illustrazione di PSR B1957+20 e della sua compagna
Illustrazione di PSR B1957+20 e della sua compagna

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” descrive un’osservazione a elevata risoluzione di una pulsar catalogata come PSR B1957+20. Un team di astronomi ha usato dati raccolti usando il radiotelescopio di Arecibo ottenendo uno dei migliori risultati della storia dell’astronomia grazie alla presenza di una scia di plasma lasciato da una nana bruna, una compagna della pulsar in un sistema binario. Secondo gli astronomi l’effetto di lente generato suggerisce che sia anche la causa dei lampi radio veloci.

Distante circa 6.500 anni luce dalla Terra, la pulsar PSR B1957+20 è una delle più massicce conosciute e ha una velocità di rotazione superiore a 600 volte al secondo. Una pulsar è una stella di neutroni, uno dei possibili resti di una stella esplosa in una supernova, in rapida rotazione.

La compagna di questa pulsar è una nana bruna, un oggetto al confine tra stella e pianeta con un diametro circa un terzo di quello del Sole distante circa 2 milioni di chilometri dalla pulsar, attorno alla quale orbita una volta ogni 9 ore in rotazione sincrona, il che significa che mostra sempre la stessa faccia alla compagna, come la Luna alla Terra.

La nana bruna ha una temperatura superficiale stimata attorno ai 6.000° Celsius sulla faccia rivolta verso la compagna a causa delle forti radiazioni che la colpiscono. La conseguenza è che il gas che forma la nana bruna diventa plasma che si espande notevolmente formando una sorta di scia simile alla coda di una cometa. Quel gas viene lentamente perso nello spazio e ciò significa che un giorno si esaurirà. È il motivo per cui queste pulsar che rubano gas alle compagne sono soprannominate vedove nere.

Una curiosa ma utilissima caratteristica del plasma emesso dalla nana bruna è che agisce come una lente di ingrandimento e permette di vedere immagini della pulsar 70-80 volte più grandi. L’immagine (cortesia Dr. Mark A. Garlick; Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics, University of Toronto. Tutti i diritti riservati) mostra una rappresentazione artistica di quella lente con la pulsar sullo sfondo vista attraverso la nube di plasma che circonda la nana bruna, vista in primo piano.

Questa situazione è utile per studiare la pulsar PSR B1957+20 ma ha suggerito ai ricercatori un’interessante possibilità. Robert Main dell’Università di Toronto, primo autore dell’articolo, ha spiegato che molte proprietà osservate nei lampi radio veloci (in inglese Fast Radio Burst, FRB) potrebbero essere spiegate se si trattasse di amplificazioni causate da lenti al plasma facendo notare le similitudini con gli impulsi provenienti dalla pulsar PSR B1957+20 osservati grazie a quel tipo di amplificazione.

Finora gli astronomi hanno catalogato un paio di dozzine di lampi radio veloci, impulsi radio che durano non più di qualche millesimo di secondo. La loro natura è rimasta finora misteriosa proprio perché è difficile studiare così pochi eventi di così breve durata. Se l’ipotesi del team di Robert Main è giusta le cose potrebbero cambiare.

Questo studio è stato effettuato grazie a dati raccolti usando il radiotelescopio di Arecibo prima che venisse danneggiato dall’uragano Maria nel settembre 2017. La speranza è di poter effettuare altre osservazioni mirate della pulsar PSR B1957+20 e ottenere ulteriori dati per mettere alla prova la teoria sulla connessione con i lampi radio veloci.

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