Per la prima volta, il telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA ha individuato un nuovo gruppo di pulsar usando solo le loro emissioni di raggi gamma, in assenza di segnali radio trasmessi sulla Terra. I 16 nuovi oggetti sono stati segnalati nell'edizione di questa settimana di Science Express, in uno studio realizzato presso l'Università della California a Santa Cruz.
Una pulsar è una stella di neutroni che ruota rapidamente, il nucleo denso lasciato alle spalle dopo un'esplosione di una supernova. La maggior parte delle 1800 pulsar conosciute sono state trovate attraverso le loro periodiche emissioni radio.
"Queste sono le prime pulsar mai rilevate dai soli raggi gamma e già ne abbiamo trovate 16", ha dichiarato il co-autore Robert Johnson, un fisico della UC Santa Cruz. "L'esistenza di una vasta popolazione di pulsar radio-silenziose era sospettata prima di questo, ma fino al lancio di Fermi, era nota solo una pulsar radio-silenziosa, e fu rilevata per la prima volta nei raggi X."
Delle 16 pulsar di raggi gamma, 13 sono associate a sorgenti di raggi gamma non identificate rilevate in precedenza dallo strumento EGRET sull'Osservatorio di raggi gamma Compton. EGRET ha rilevato quasi 300 fonti di raggi gamma, ma non è stato in grado di rilevare le pulsazioni provenienti da tali fonti, la maggior parte delle quali non sono state identificate, ha affermato Pablo Saz Parkinson, anche ricercatore post dottorato SCIPP e corrispondente autore dell'articolo.
"È stata una domanda di lunga data cosa potrebbe alimentare queste fonti non identificate, e i nuovi risultati di Fermi ci dicono che molti di loro sono pulsar", ha detto Saz Parkinson. "Questi risultati ci forniscono anche importanti indizi sul meccanismo delle emissioni pulsar".
Una pulsar emette stretti raggi di onde radio dai poli magnetici della stella di neutroni e i raggi si muovono come un faro del faro perché i poli magnetici non sono allineati con l'asse di rotazione della stella. Se il raggio radio non raggiunge la Terra, la pulsar non può essere rilevata dai radiotelescopi. La capacità di Fermi di rilevare così tante pulsar di raggi gamma silenziosi indica che i raggi gamma sono emessi in un raggio più ampio e più simile a un fan del raggio radio.
Il team ha identificato le pulsar dei raggi gamma nei dati del LAT (Large Area Telescope) di Fermi. Marcus Ziegler, ricercatore post dottorato presso l'UC Santa Cruz e corrispondente autore dell'articolo, ha affermato che il rilevamento delle pulsazioni di raggi gamma da una fonte tipica richiede settimane o mesi di dati dal LAT.
"Dalla pulsar più debole che abbiamo studiato, la LAT vede solo due fotoni di raggi gamma al giorno", ha detto Ziegler.
I campi magnetici ed elettrici molto intensi di una pulsar accelerano le particelle cariche a quasi la velocità della luce e queste particelle sono in definitiva responsabili delle emissioni di raggi gamma.
Poiché la rotazione della stella alimenta le emissioni, le pulsar isolate rallentano mentre invecchiano e perdono energia. Ma una stella compagna binaria può alimentare materiale a una pulsar e ruotarlo fino a una velocità di rotazione da 100 a 1.000 volte al secondo. Questi sono chiamati pulsar di millisecondi e gli scienziati di Fermi hanno rilevato pulsazioni di raggi gamma da pulsar di otto millisecondi precedentemente scoperti a lunghezze d'onda radio. Tali risultati sono riportati in un secondo studio pubblicato anche nell'edizione del 2 luglio di Science Express.
"Fermi ha un potere davvero senza precedenti per scoprire e studiare pulsar a raggi gamma", ha affermato Paul Ray del Naval Research Laboratory di Washington. "Dalla scomparsa dell'Osservatorio del raggio gamma di Compton una decina di anni fa, ci siamo chiesti quale sia la natura delle fonti di raggi gamma non identificate rilevate nella nostra galassia. Questi studi di Fermi sollevano il velo su molti di essi. "
Didascalia immagine principale: questa mappa a cielo aperto mostra le posizioni di 16 nuove pulsar (gialle) e otto millisecondi pulsar (magenta) studiate usando la LAT di Fermi. Credito: NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration
fonti: Scienza e UC Santa Cruz, via EurekAlert.
