Un articolo pubblicato sulla rivista “Science” riporta la scoperta di un oggetto compatto all’interno dell’ammasso globulare catalogato come NGC 1851 la cui natura è incerta perché le stime della massa lo pongono al confine tra stella di neutroni e buco nero. Un team di ricercatori che ne include alcuni dell’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) e dell’Università di Bologna ha usato osservazioni condotte con il radiotelescopio MeerKAT per individuare le tracce di un sistema binario composto da una cosiddetta pulsar al millisecondo e dal misterioso oggetto compatto. La massa stimata per quest’oggetto è tra 2,09 e 2,71 volte quella del Sole perciò potrebbe essere una stella di neutroni massiccia o un piccolo buco nero.

Le conoscenze astronomiche ottenute dalle osservazioni e dai modelli teorici indicano che i resti di una stella massccia costituiscono una stella di neutroni fino a una massa 2,2 volte quella del Sole e allo stesso tempo che i buchi neri più piccoli hanno una massa che è almeno 5 volte quella del Sole. Tra questi due valori c’è quello che è stato chiamato il gap di massa per i buchi neri e gli astronomi non sanno quale sia la natura di un oggetto con quel tipo di massa. Lo studio di un oggetto compatto appena scoperto potrebbe aiutare a trovare una risposta.

La collaborazione Transients and Pulsars with MeerKAT (TRAPUM) usa il radiotelescopio MeerKAT per scovare nuove pulsar e oggetti transitori per espandere le nostre conoscenze di fonti di onde radio. Il progetto MeerTime lo complementa studiando oltre mille pulsar radio per compiere test di vari modelli teorici.

Le collaborazioni TRAPUM e MeerTime hanno permesso di individuare una pulsar all’interno dell’ammasso globulare NGC 1851, pieno di stelle molto più antiche del Sole molto vicine tra loro. Si tratta della quinta pulsar scoperta in quell’ammasso e di conseguenza è stata catalogata come NGC 1851E, anche se è stata catalogata anche come PSR J0514-4002E.

La pulsar scoperta ruota su se stessa oltre 170 volte al secondo e costituisce un oggetto interessante proprio per questa velocità di rotazione: probabilmente nel passato ha strappato materiali a un’altra stella vicina per aumentare la velocità di rotazione. Lo studio del moto orbitale di questa pulsar ha permesso di individuare la presenza di una compagna e di stimarne la massa. Il problema è che la stima tra 2,09 e 2,71 volte la massa del Sole pone la compagna nel gap di massa per i buchi neri perciò almeno per il momento non è stato possibile accertarne la natura.

Secondo i ricercatori, il misterioso oggetto potrebbe essere il frutto della fusione tra due stelle di neutroni. Ritengono anche che solo successivamente a quest’evento, il nuovo oggetto ha formato una coppia con la pulsar. Ciò è possibile proprio perché l’ammasso globulare NGC 1851 è molto compatto, permettendo frequenti interazioni tra stelle. Quelle conseguenze sono ancor più probabili quando eventi come supernove e fusioni influiscono in modo significativo sugli equilibri gravitazionali al suo interno.

Questa scoperta è stata possibile grazie alla sensibilità del radiotelescopio MeerKAT, uno dei precursori di SKA, il radiotelescopio di prossima generazione che dovrebbe entrare in servizio nei prossimi anni. Ciò significa che gli studi di oggetti come lo strano sistema binario oggetto di quest’articolo potranno continuare ottenendo informazioni ancor più precise.

Qualcuno ipotizza che nel gap di massa per i buchi neri vi possano essere oggetti compatti che non sono né stelle di neutroni né buchi neri e strumenti come MeerKAT e in futuro lo SKA aiuteranno a capire meglio i confini tra i diversi tipi di oggetti e se davvero esistono altri oggetti “esotici” in quel gap. Questi studi si incrociano con quelli sulle fusioni tra questi oggetti compatti, al centro delle rilevazioni di onde gravitazionali, e di quelli che testano effetti relativistici vicino a quegli oggetti estremi.