Una stella di neutroni con un anomalo getto di materiali

Concetto artistico di stella di neutroni con getti di materiali, campo magnetico e disco di accrescimento (Immagine cortesia ICRAR/Universiteit van Amsterdam)
Concetto artistico di stella di neutroni con getti di materiali, campo magnetico e disco di accrescimento (Immagine cortesia ICRAR/Universiteit van Amsterdam)

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” descrive la scoperta di una stella di neutroni di tipo pulsar con un fortissimo campo magnetico che emette un getto di materiali. Un team di ricercatori ha usato Il radiotelescopio Very Large Array (VLA) per studiare la stella di neutroni catalogata come Swift J0243.6+6124 e chiamata semplicmente Sw J0243 scoprendo un’anomalia perché secondo i modelli di formazione dei getti di materiali una pulsar con un campo magnetico così forte non dovrebbe poterli emettere.

Una stella di neutroni è una possibile fine per ciò che rimane del nucleo di una stella massiccia esplosa in una supernova. Estramamente concentrata, ha una forza di gravità molto elevata e se fa parte di un sistema binario può rubare gas alla sua compagna. Quel gas va a formare un disco di accrescimento attorno alla stella di neutroni e i materiali che lo compongono vengono lentamente attirati verso di essa ma una parte può essere espulsa in getti perpendicolari al disco a una frazione significativa della velocità della luce.

Jakob van den Eijnden dell’Università di Amsterdam e primo autore della ricerca ha spiegato che getti di quel tipo sono stati visti provenire da tutti i tipi di stelle di neutroni che sottraggono materiali alla loro compagna eccetto che da quelle con un campo magnetico molto forte. La conseguenza è che secondo i modelli attuali i campi magnetici molto forti impediscono che si formino ma il suo team ha scoperto un’eccezione.

Il 3 ottobre 2017 l’osservatorio spaziale Swift della NASA ha rilevato un lampo di raggi X provenire da un oggetto che è stato catalogato come Swift J0243.6+6124 e per semplicità viene chiamato solo Sw J0243. Inizialmente è stato indicato come un possibile lampo gamma ma le successive osservazioni hanno mostrato continue emissioni di raggi X e una periodicità di 9,86 secondi, che indicava la sua natura di stella di neutroni del tipo pulsar, che cioè emette impulsi con regolarità, in un sistema binario in cui ruba materiali alla sua compagna.

Ulteriori osservazioni sono state condotte con il telescopio spaziale NuSTAR della NASA per monitorare le emissioni di raggi X della pulsar Sw J0243, che è risultata essere una possibile pulsar ultralumonosa che emette raggi X. Altre osservazioni condotte con il radiotelescopio VLA per monitorare le sue emissioni radio hanno rilevato una sorgente che è stata identificata come un getto di materiali. Questo risultato però contrasta con i calcoli del campo magnetico di questa pulsar, che è risultato essere estremamente forte, oltre 10^12 Gauss.

I modelli correnti potrebbero essere incompleti ma ci sono due ipotesi per spiegare quest’apparente contraddizione con essi. È possibile che la regione del disco di accrescimento che lancia il getto di materiali sia più lontana del normale dalla pulsar, in una regione in cui il campo magnetico è meno intenso e non ne impedisce la formazione. Un’altra possibilità è che i getti siano alimentati dalla rotazione della pulsar invece di essere lanciati dalle linee di campo magnetico della parte interna del disco di accrescimento.

Nathalie Degenaar, sempre dell’Università di Amsterdam e un’altra autrice della ricerca, ha fatto notare che l’ipotesi dei getti alimentati dalla rotazione della pulsar prevede che essi siano molto più deboli rispetto a quelli di stelle di neutroni con una rotazione più lenta ed è ciò che stanno vedendo gli astronomi.

Tutto ciò dovrà essere verificato con ulteriori osservazioni. Sw J0243 potrebbe far parte di un gruppo di oggetti con emissioni radio troppo deboli per essere captate dal VLA prima del potenziamento completato nel 2012. Ora potrebbe essere possibile trovarne altri simili per testare l’ipotesi del legame tra getti e rotazione.

La scoperta di oggetti con caratteristiche diverse da quelle previste dai modelli può portare a nuove scoperte e migliorare le nostre conoscenze in modi a volte imprevisti. Sw J0243 è stata classificata come pulsar dopo aver rilevato le sue emissioni regolari ma ha anche un fortissimo campo magnetico, che è tipico delle stelle di neutroni del tipo chiamato magnetar. Ci sono vari studi sui vari tipi di stelle di neutroni e sulla loro possibile evoluzione perciò trovarne altre simili a Sw J0243 potrebbe essere davvero utile.

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