Non è esattamente un donatore di organi, ma una stella in direzione del nucleo iperpopolato della Via Lattea che dona parte della sua massa a un vicino dormiente. Il risultato? Il vicino dormiente è tornato in vita con un'esplosione di raggi X catturata dall'osservatorio spaziale INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) dell'ESA.
"INTEGRAL ha colto un momento unico nella nascita di un raro sistema binario" - Enrico Bozzo, Università di Ginevra.
I vicini sono probabilmente stati accoppiati insieme per miliardi di anni, il che non è di per sé degno di nota: le stelle vivono spesso in coppie binarie. Ma la coppia individuata da INTEGRAL il 13 agosto 2017 è molto insolita. La stella donatrice è un gigante rosso e il destinatario è una stella di neutroni. Finora, gli astronomi conoscono solo 10 di queste coppie, chiamate "binari a raggi X simbiotici".
Per capire cosa sta succedendo tra questi vicini, dobbiamo guardare l'evoluzione stellare.
La stella donatrice è nella sua fase del gigante rosso. Questo è quando una stella nella stessa gamma di massa della nostra stella raggiunge la fase successiva della sua vita. Poiché la sua massa si esaurisce, la gravità non può tenere insieme la stella nello stesso modo in cui ha fatto per la prima parte della sua vita. La stella si espande verso l'esterno di milioni di chilometri. Mentre lo fa, getta materiale stellare dai suoi strati esterni in un vento solare che percorre diverse centinaia di km / sec.
Il suo vicino è in uno stato diverso. È una stella che aveva una massa iniziale di circa 25-30 volte il Sole. Quando una stella così grande si avvicina alla fine della sua vita, subisce un destino diverso. Le stelle così grandi vivono in fretta e bruciano rapidamente il loro carburante. Quindi esplodono come supernovae, in questo caso lasciando indietro un cadavere. Nel sistema binario catturato da INTEGRAL, il cadavere è una stella di neutroni rotante con un campo magnetico.
Le stelle di neutroni sono dense. In realtà, sono alcuni degli oggetti stellari più densi che conosciamo, che racchiudono tutta la massa di un mezzo e mezzo dei nostri soli in un oggetto di soli 10 km di diametro.
Quando il vento stellare del gigante rosso incontrò la stella di neutroni, la stella di neutroni rallentò la sua velocità di rotazione e scoppiò in vita, emettendo raggi X ad alta energia.
"INTEGRAL ha colto un momento unico nella nascita di un raro sistema binario", afferma Enrico Bozzo dell'Università di Ginevra e autore principale dell'articolo che descrive la scoperta. "Il gigante rosso ha rilasciato un vento lento sufficientemente denso per alimentare la sua compagna di stelle di neutroni, dando origine per la prima volta a emissioni ad alta energia dal nucleo stellare morto."
Dopo che INTEGRAL ha individuato l'esplosione di raggi X dal binario, altre osservazioni sono seguite rapidamente. I telescopi XMM Newton dell'ESA e NuSTAR e Swift spaziali della NASA hanno funzionato, insieme ai telescopi terrestri. Queste osservazioni hanno confermato ciò che hanno mostrato le osservazioni iniziali: questa è una coppia molto particolare di stelle.
"... crediamo di aver visto i raggi X accendersi per la prima volta." - Erik Kuulkers, scienziato del progetto INTEGRAL dell'ESA.
La stella di neutroni ruota molto lentamente, impiegando circa 2 ore a ruotare, il che è notevole poiché altre stelle di neutroni possono ruotare molte volte al secondo. Anche il campo magnetico della stella di neutroni era molto più forte del previsto. Ma si ritiene che il campo magnetico attorno a una stella di neutroni si indebolisca nel tempo, rendendola una stella di neutroni relativamente giovane. E un gigante rosso è vecchio, quindi questa è un'associazione molto strana del vecchio gigante rosso con la giovane stella di neutroni.
Una possibile spiegazione è che la stella di neutroni non si è formata da una supernova, ma da una nana bianca. In quello scenario, la nana bianca sarebbe crollata in una stella di neutroni dopo un lunghissimo periodo di alimentazione del materiale del gigante rosso. Ciò spiegherebbe la disparità nell'età delle due stelle nel sistema.
"Questi oggetti sono sconcertanti", afferma Enrico. “Potrebbe darsi che il campo magnetico della stella di neutroni non si decomponga sostanzialmente con il passare del tempo, o che la stella di neutroni si sia effettivamente formata più avanti nella storia del sistema binario. Ciò significherebbe che è crollato da una nana bianca in una stella di neutroni a seguito del nutrimento a lungo del gigante rosso, piuttosto che diventare una stella di neutroni a seguito di un'esplosione di supernova più tradizionale di una stella massiccia di breve durata. ”
La prossima domanda è: quanto durerà questo processo? È di breve durata o l'inizio di una relazione a lungo termine?
"Non abbiamo mai visto questo oggetto negli ultimi 15 anni delle nostre osservazioni con INTEGRAL, quindi crediamo di aver visto i raggi X accendersi per la prima volta", afferma Erik Kuulkers, scienziato del progetto INTEGRAL dell'ESA. "Continueremo a guardare come si comporta nel caso in cui si tratti solo di un lungo" rutto "di venti, ma finora non abbiamo visto cambiamenti significativi".
L'osservatorio spaziale INTEGRAL è stato lanciato nel 2002 per studiare alcuni dei fenomeni più energici dell'universo. Si concentra su cose come buchi neri, stelle di neutroni, nuclei galattici attivi e supernove. INTEGRAL è una missione dell'Agenzia spaziale europea in collaborazione con gli Stati Uniti e la Russia. La data di fine prevista è dicembre 2018.
