Gli astronomi hanno sviluppato una nuova tecnica per determinare con precisione l'età delle pulsar di millisecondi, le stelle con la rotazione più rapida nell'universo. Il metodo standard per stimare l'età delle pulsar è noto per produrre risultati inaffidabili, in particolare per le pulsar millisecondi a rotazione rapida, ha affermato Bülent Kiziltan, uno studente laureato in astronomia e astrofisica presso l'Università della California di Sant a Cruz. "Una determinazione accurata dell'età delle pulsar è di fondamentale importanza, perché ha ramificazioni per comprendere la formazione e l'evoluzione delle pulsar, la fisica delle stelle di neutroni e altre aree", ha detto.
Kiziltan ha lavorato con Stephen Thorsett, professore di astronomia e astrofisica all'UCSC, per studiare l'evoluzione delle pulsar di millisecondi. Ha presentato le loro scoperte all'incontro dell'American Astronomical Society a Pasadena lunedì 8 giugno.
Una pulsar è una stella di neutroni che ruota rapidamente, il nucleo collassato che rimane dopo che una stella massiccia esplode come una supernova. La pulsar emette raggi di onde radio (nonché raggi X e raggi gamma) dai poli magnetici della stella di neutroni. Poiché i poli magnetici non sono allineati con l'asse di rotazione della stella, i raggi si muovono come un faro, inviando impulsi di onde radio verso gli osservatori sulla Terra. Il periodo tra ciascun impulso delle onde radio corrisponde alla velocità di rotazione della stella di neutroni.
“Nella maggior parte dei casi, l'unica informazione che abbiamo è l'impulso radio che riceviamo da queste stelle compatte. Da questi impulsi stiamo cercando di determinare le età, le masse e i parametri orbitali, un compito davvero impegnativo, ”ha affermato Kiziltan.
Le pulsar ordinarie tendono a ruotare alcune volte al secondo e gradualmente rallentano con l'età, diventando infine troppo deboli per essere rilevate. Le pulsar di millisecondi, tuttavia, ruotano centinaia di volte al secondo. Raggiungono queste straordinarie velocità di centrifuga estraendo materiale da una stella compagna binaria, un processo che trasferisce il momento angolare dalla compagna alla pulsar.
"Questo processo di spin-up è essenzialmente come dare una RCP a una pulsar morta o morente, dandole un secondo contratto sulla vita", ha detto Kiziltan.
L'approccio standard per determinare l'età "caratteristica" o "spin-down" di una pulsar si basa su due parametri: il periodo tra gli impulsi e la velocità con cui rallentano. Kiziltan e Thorsett hanno mostrato che questo metodo può sovrastimare o sottostimare l'età di una pulsar di un fattore 10 se applicato a pulsar di millisecondi.
Per migliorare l'accuratezza della tecnica standard, hanno incorporato ulteriori vincoli derivanti dal processo di spin-up e limiti fisici sul periodo di spin massimo. "Abbiamo modificato i calcoli dell'età per renderli coerenti con questi vincoli e abbiamo dimostrato che questo approccio può raggiungere stime più vicine all'età reale della pulsar", ha affermato Kiziltan.
Mostrano che, in alcuni casi, le pulsar di millisecondi che sembrano giovani possono, in effetti, essere più vecchie di diversi miliardi di anni. In altri casi, giovani pulsar millisecondi possono imitare le caratteristiche di pulsar che sono vecchie quanto la galassia stessa.
Fonti: AAS, UCSC
