Nuove prove che una stella di neutroni si è formata dopo la supernova SN 1987A

I resti della supernova SN 1987A visti dal telescopio spaziale NuSTAR e dall'Osservatorio per i raggi X Chandra assieme a un'illustrazione della pulsar che alimenta una nebulosa del tipo pulsar wind nebula
Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” riporta nuove prove che una stella di neutroni si è formata dopo la supernova SN 1987A. Un team di ricercatori guidato da Emanuele Greco, dottorando dell’Università di Palermo e associato all’Istituto nazionale di astrofisica (INAF) ha utilizzato osservazioni condotte con l’Osservatorio per i raggi X Chandra e il telescopio spaziale NuSTAR, entrambi della NASA, per individuare emissioni che sono compatibili con una cosiddetta pulsar wind nebula, una nebulosa che emette raggi X alimentata da una pulsar, che è appunto un tipo di stella di neutroni, al suo interno.

La supernova SN 1987A venne avvistata nella Grande Nube di Magellano, una delle galassie nane satelliti della Via Lattea, nella notte tra il 23 e il 24 febbraio 1987. Negli anni successivi, molti astronomi hanno cercato prove della natura di ciò che era rimasto dopo l’esplosione della stella che era stata catalogata come Sanduleak -69° 202a, o semplicemente Sk-69 202, la supergigante blu progenitore della supernova SN 1987A.

Non è stata una ricerca facile ma già diversi indizi avevano portato a pensare alla presenza di una stella di neutroni. Due articoli pubblicati sulla rivista “The Astrophysical Journal” nel luglio 2020 avevano offerto indizi importanti grazie al radiotelescopio ALMA e ora ulteriori indagini, stavolta concentrate sulle emissioni di raggi X, potrebbero aver portato le prove che danno una ragionevole certezza.

Il problema è dovuto ai materiali espulsi dalla stella progenitore durante l’esplosione, che ora sono freddi e densi vedendoli dalla Terra. La conseguenza è che essi bloccano molte emissioni elettromagnetiche che sarebbero utilissime per individuare l’oggetto al centro dei resti di supernova.

I raggi X sono tra le emissioni che passano attraverso i resti della supernova SN 1987A, perciò strumenti come l’Osservatorio per i raggi X Chandra e il telescopio spaziale NuSTAR, lanciato il 13 giugno 2012, possono fornire informazioni preziose. In effetti, i dati raccolti da questi due strumenti hanno permesso di rilevare raggi X a energie relativamente basse dai detriti della supernova che colpiscono i materiali che le circondano e prove della presenza di particelle a elevata energia grazie alle emissioni di raggi X a energie più elevate.

Le particelle a elevata energia si muovono a spirale attorno a linee di campo magnetico. Le loro emissioni di raggi X possono avere due spiegazioni: una pulsar wind nebula o particelle che vengono accelerate dall’onda d’urto generata dalla supernova. I ricercatori ritengono che la pulsar wind nebula sia più probabile per due motivi. Le emissioni di raggi X sono rimaste praticamente le stesse tra il 2012 e il 2014 mentre le emissioni di onde radio sono addirittura aumentate mentre anch’esse avrebbero dovuto diminuire. I calcoli indicano che ci vorrebbero 400 anni per accelerare gli elettroni fino alle energie più elevate rilevate da NuSTAR, oltre dieci volte l’età dei resti di supernova.

L’immagine (Chandra (X-ray): NASA/CXC/Univ. di Palermo/E. Greco; Illustrazione: INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo/Salvatore Orlando; NuSTAR (X-ray): NASA/JPL-CalTech) mostra i resti della supernova SN 1987A visti dal telescopio spaziale NuSTAR e dall’Osservatorio per i raggi X Chandra assieme a un’illustrazione della pulsar che alimenta una nebulosa del tipo pulsar wind nebula.

Tutti i dati delle emissioni di raggi X dai resti di supernova SN 1987A raccolti potrebbero aver fornito prove sufficienti a stabilire che c’è stata davvero la nascita di una stella di neutroni di tipo pulsar confermando gli indizi raccolti dagli studi precedenti. Si tratterebbe della più giovane stella di neutroni conosciuta e la possibilità di studiarla praticamente fin dalla sua nascita aiuterebbe a capire i processi che portano alla formazione di questi oggetti e a ottenere altre informazioni su cosa avviene negli anni che seguono una supernova.

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