La più giovane pulsar a millisecondi

Denominata PSR J1823−3021A, si trova all’interno dell’ammasso globulare NGC 6624, a 27.000 anni luce da noi. Si tratta di una pulsar a millisecondi incredibilmente luminosa e con un’età di soli 25 milioni di anni, contro il miliardo di anni di età degli oggetti simili finora osservati

Una pulsar a millisecondi con una potenza mai osservata finora in grado di mettere in crisi le attuali teorie sulla fisica di questi oggetti estremi nel cosmo: è quanto ha scoperto un gruppo internazionale di ricercatori, tra cui una significativa rappresentanza dell’Istituto nazionale di astrofisica (INAF), grazie al telescopio spaziale in raggi gamma Fermi della NASA.

Una pulsar è un tipo di stella di neutroni che emette radiazione elettromagnetica a intervalli periodici. Le pulsar di uno specifico tipo uniscono un’incredibile densità con una rotazione estremamente rapida: le più veloci sono denominate “pulsar a millisecondi” e compiono circa 43.000 rotazioni al minuto. Si ritiene che simili velocità possano essere raggiunte perché ciascuna pulsar è legata gravitazionalmente una stella normale, formando un sistema binario.

Durante il ciclo di vita stellare, avviene un passaggio di gas dalla stella normale alla pulsar. Con il passare del tempo, l’impatto del gas in caduta aumenta gradualmente la rotazione della pulsar. L’intenso campo magnetico e la rapida rotazione danno luogo all’emissione di un intenso fascio di radiazione con uno spettro molto ampio, dalle onde radioattività ai raggi gamma.

Link mappa: Fermi Pulsar Explorer

Le pulsar a millisecondi hanno tipicamente un’età di circa un miliardo di anni. In quest’ultimo studio, il cui resoconto è apparso sulla rivista “Science”, il gruppo di Fermi ha rivelato una pulsar a millisecondi, brillante ed estremamente energetica, di soli 25 milioni di anni. L’oggetto, denominato PSR J1823−3021A, si trova all’interno di NGC 6624, un insieme sferico di stelle antiche chiamato ammasso globulare, uno di circa 160 oggetti simili che orbitano nella nostra galassia. L’ammasso ha un’età di 10 miliardi di anni e si trova a circa 27.000 anni luce in direzione della costellazione del Sagittario.

Il Large Area Telescope (LAT) di Fermi ha mostrato che 11 ammassi globulari emettono raggi gamma in una radiazione cumulativa di pulsar a millisecondi troppo deboli per essere rivelati individualmente anche da Fermi. Ma questo non è il caso di NGC 6624.

"Fermi ha scoperto fino a questo punto 100 equamente divise in tre classi: le ‘radio-normali’, cioè dotate di un’emissione nello spettro radio che permette di trovare anche l’emissione gamma; quelle che non emettono radio, che vengono scoperte con la ricerca ‘alla cieca’ nei dati gamma e che però dal punto di vista energetico sono simili alle pulsar normali; infine le pulsar velocissime, che hanno periodo di pochi millisecondi e che noi sappiamo essere ‘anziane signore ringiovanite’”, ha spiegato a “Le Scienze” Patrizia Caraveo, direttrice dell’INAF-IASF di Milano e responsabile INAF per la missione Fermi. “Si tratta infatti di oggetti che possono avere anche miliardi di anni e che nel corso della loro evoluzione hanno rallentato la loro velocità di rotazione iniziale; in seguito però hanno ricevuto un input di momento angolare per effetto della materia che è caduta loro addosso da una stella compagna, e per questo possono essere definite stelle di neutroni riciclate: nonostante abbiano un’età molto avanzata hanno un periodo di rotazione molto breve”.

“La caratteristica che ci permette di stimare un’età molto avanzata – ha continuato la Caraveo - è il fatto che queste stelle hanno un rallentamento molto piccolo, da cui si evince che hanno un campo magnetico di circa 10.000 volte inferiore rispetto a quello di una stella di neutroni ‘normale’: una stella di neutroni giovane ha infatti un campo magnetico dell’ordine di 10 alla 12 gauss mentre una pulsar riciclata ha invece un campo di 10 alla 8 gauss”.

In questo modello generale della fisica delle stelle di neutroni non sembra rientrare di buon grado PSR J1823−3021A. “Questo oggetto è una stella di neutroni che ruota molto velocemente e quindi sicuramente appartiene alla sottoclasse delle stelle di neutroni riciclate, ma ha ancora un campo magnetico ragionevolmente alto che ci permette di valutarne l’età: non è una ‘vegliarda’ come le altre”, ha sottolineato la Caraveo. “Si tratta di una caratteristica importante perché un campo magnetico più elevato significa un’energetica più elevata e anche un’emissione nello spettro gamma più importante che ne rende possibile il riconoscimento; con Fermi sono stati osservati almeno otto ammassi globulari in cui sappiamo esserci delle pulsar al millisecondo, ma non siamo in grado di riconoscere la pulsazione di nessuna di queste al punto da ritenere che l’emissione dell’ammasso sia la somma di tante pulsazioni: quello di PSR J1823−3021A è il primo esempio di un ammasso che si fa riconoscere in modo individuale”.

Si è quindi evidenziata una stranezza, ma sulla possibilità di mettere in crisi gli attuali modelli di formazione di ringiovanimento delle stelle di neutroni, in cui il fenomeno di ri-accelerazione avviene su scale temporali molto lunghe, occorre mantenere un po’ di cautela.

“Le stelle di neutroni all’interno degli ammassi si trovano in zone ad altissima densità stellare e possono quindi avere un’evoluzione un po’ diversa da quelle che muovono liberamente nella galassia: è possibile che la nostra stima del rallentamento, sia in qualche modo disturbata dal fatto che la stella si nuove nel campo gravitazionale dell’ammasso”, avverte la Caraveo. “Sicuramente la stella è più brillante delle sue consorelle; tenendo conto che c’è un’altra trentina di pulsar al millisecondo che si comportano in modo normale, bisogna verificare se è solo un oggetto un po’ fuori dalla norma o è il primo esempio di una nuova sottoclasse”.

La più giovane pulsar a millisecondi nell’occhio di Fermi - Le Scienze

http://www.youtube.com/watch?v=0kb57v9dZJo#ws

Al di là della logicamente piucchè interessante trattazione ed analisi scientifica c’è da dire che le stelle a neutroni sono estremamente affascinanti al punto tale che Evangelos Odysseas Papathanassiou, meglio conosciuto come Vangelis,
un compositore umano di musica elettronica vissuto nella Grecia del secolo 20 giunse a comporre “Pulstar” che poi inserì nella indubbiamente superlativa opera elettronica: “Albedo 0.39”:

http://www.youtube.com/watch?v=Pg7OQyUBP1k#

Bel video :slight_smile: grazie quasar