La curiosità del mese
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Anelli mancanti
La curiosità del mese di giugno 2017 a cura di Tomaso Belloni
Nella curiosità di ottobre 2010 abbiamo parlato di come le pulsar vengano accelerate fino a rotazioni di centinaia di volte al secondo.
Fino a una ventina d’anni fa fa questa era solo una teoria, ma da allora molte cose sono cambiate.
La prima pulsar veloce è stata scoperta nel 1982. Vent’anni prima, con la nascita dell’astronomia X, era stato
scoperto il primo sistema binario contenente una stella di neutroni che accresce
materia da una compagna (anche se nel 1962 non si sapeva).
Questi oggetti sono naturalmente i candidati per essere quelli in cui le pulsar vengono accelerate e
mentre una stella di neutroni accresce non può funzionare il meccanismo di pulsar
radio.
Però la materia che accresce avrebbe dovuto portare alla rivelazione di una
pulsazione in raggi X, come in sistemi di tipo diverso, ma nonostante osservazioni
sempre più sensibili non si era mai visto niente dalla ventina di binarie scoperte
dopo la prima. Era un problema.
Questo fino al 1999, quando è stata scoperta la prima pulsar in un sistema binario
in accrescimento del tipo giusto, con una rotazione di 401 giri al secondo.
Da allora se ne sono scoperte una quindicina. Come mai prima no e adesso sì?
Si tratta di sistemi di bassa luminosità, mentre quelli più noti sono sorgenti brillantissime.
Evidentemente la presenza di un accrescimento molto forte, con molto gas in giro,
non permette al segnale di uscire e raggiungerci (adesso conosciamo la rotazione
anche di molte di queste, ma ne parleremo in una curiosità futura).
Questo segnale di 401 rotazioni al secondo è stato scoperto con il satellite NASA RossiXTE in una sorgente debole e ritenuta poco interessante, scoperta qualche anno prima dal satellite italiano BeppoSAX. Attenzione a cosa si considera poco interessante ...
A questo punto la teoria regge piuttosto bene. Vediamo le pulsar veloci e vediamo
anche i sistemi binari che sono loro progenitori.
Quello che mancava però era di scoprire un sistema binario in transizione.
Ovviamente il processo di trasformazione da accrescimento a pulsar radio è molto lento, ma ci sarà un regime in cui una
pulsar è in condizione di alternare fra i due regimi, diciamo in cui non sa ancora
decidersi.
Nel 2007 viene scoperta nella banda radio una nuova pulsar veloce, PSR J1023+0038.
Andando a guardare dati di archivio di spettri ottici si è visto che sette anni
prima aveva mostrato segni di essere in accrescimento.
Un po’ indiretta come evidenza, ma punta nella direzione giusta.
Finalmente nel 2013 viene osservato il primo sistema che prima è una cosa e poi
l’altra, per poi tornare alla prima.
Il satellite dell'ESA INTEGRAL rivela una nuova
sorgente X, IGR J1825-2452 (per una discussione sui nomi, vedi la curiosità del
maggio 2012) nell’ammasso globulare M28.
Emette fortemente in X, quindi è in accrescimento, e pulsa 254 volte al secondo.
Dalla modulazione della pulsazione per effetto doppler si scopre anche il periodo orbitale del
sistema binario.
Proprio in quell’ammasso, dove è difficile distinguere gli oggetti
perchè centinaia di migliaia di stelle sono racchiuse in una piccola area di cielo,
si conosceva una pulsar radio con esattamente lo stesso periodo di rotazione e lo
stesso periodo orbitale, pulsar radio che adesso è sparita.
La probabilità che si
tratti di un caso è infinitesima: la stella di neutroni ha cominciato a accrescere
materia dalla sua compagna e da pulsar è diventata sorgente X.
Un paio di mesi dopo l’emissione X è sparita e la pulsar radio è ricomparsa.
Da allora si sono scoperti diversi altri sistemi in transizione e si è visto che
hanno proprietà di accrescimento peculiari, cosa non sorprendente trattandosi di
oggetti peculiari.
Una spettacolare conferma della teoria dell’evoluzione delle
stelle di neutroni in sistemi binari!
Per saperne di più
NASA’s Fermi Catches a "Transformer" Pulsar - NASA Goddard Media Studios (in inglese)