Un cadavere cosmico che gira è tutto ciò che resta di una stella pesante che si libra per circa 4.600 anni luce dalla Terra dopo aver subito una morte esplosiva. Ora, gli astronomi hanno scoperto che questo cadavere è la stella di neutroni più massiccia mai scoperta.
In realtà, dicono che è così enorme - circa 2,14 volte la massa del nostro sole racchiusa in una sfera molto probabilmente larga circa 12,4 miglia (20 chilometri) - che è quasi al limite di poter esistere affatto.
Questa stella di neutroni, chiamata J0740 + 6620, emette fasci di onde radio e gira a vertiginose 289 volte al secondo, rendendola una pulsar. La nuova stima per la massa della pulsar la rende più pesante del precedente detentore del record: una stella di neutroni che gira pesando circa 2,01 volte la massa del sole, ha detto l'autore principale Thankful Cromartie, uno studente laureato all'Università della Virginia. Capire la massa del nuovo detentore del record "è stato assolutamente elettrizzante", ha aggiunto.
Gli scienziati hanno notato l'opportunità di studiare il cadavere stellare nei dati raccolti dai radiotelescopi presso l'Osservatorio della Banca verde e l'Osservatorio di Arecibo. I dati provenivano da una collaborazione chiamata North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves, o NANOGrav, con l'obiettivo di osservare un mucchio di queste pulsar a rotazione rapida in tutto il cielo.
Guardando i set di dati di NANOGrav, Cromartie e il suo team hanno visto "un accenno" di un fenomeno fisico che avrebbe permesso loro di prevedere la massa della pulsar. Hanno quindi usato il Green Bank Telescope nella Virginia dell'Ovest per cercare questo "suggerimento" in modo più dettagliato.
Gli astronomi hanno notato che, in base alla posizione della pulsar, le onde radio che emettevano regolarmente avrebbero dovuto raggiungere il telescopio un fumo prima di quanto effettivamente facessero. Chiamato ritardo di Shapiro, questo fenomeno fisico si verifica quando un altro oggetto celeste sta orbitando attorno a una stella di neutroni che ruota, legata dalla gravità della stella. Quando l'oggetto, in questo caso una stella nana bianca, passa davanti alla pulsar, l'oggetto in orbita deforma leggermente lo spazio attorno al punto in cui il segnale radio viaggerebbe, quindi le onde radio arrivano ai nostri telescopi leggermente in ritardo.
Gli scienziati usano questi ritardi per calcolare la massa sia della pulsar che della nana bianca.
La recente scoperta potrebbe rivelare maggiori informazioni sulle supernova e su come nascono le stelle di neutroni, ha detto Cromartie. In genere, quando muoiono grandi stelle, esplodono come supernova. Una simile esplosione fa collassare la stella su se stessa, diventando o una stella di neutroni o, se è davvero massiccia, un buco nero.
C'è un limite a quanto possono essere massicce le stelle di neutroni, ha detto Cromartie. I ricercatori hanno riferito nel 2017 che una volta che una stella raggiunge 2,17 volte la massa del sole, quella stella è condannata a un'esistenza oscura come un buco nero affamato di materia. Ciò suggerisce che J0740 + 6620 sta "spingendo davvero quel limite", ha detto Cromartie. Ancora più massiccio, e la stella sarebbe crollata in un buco nero.
Si pensa che una fisica davvero strana si verifichi all'interno di oggetti stellari così densi: "La fisica che si verifica all'interno delle stelle è ancora poco conosciuta", ha detto. Trovare uno che è vicino al limite dell'esistenza potrebbe rivelare di più su ciò che sta accadendo nel profondo, ma anche su come si comportano i materiali altamente densi, ha aggiunto.
E così "osservare le stelle di neutroni in questo modo è un po 'come usare un laboratorio nello spazio per studiare la fisica nucleare", ha aggiunto. Ora, ha detto, spera di fare osservazioni più regolari di questa pulsar usando telescopi come il Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment Telescope, o CHIME, e il Neutron Star Interior Composition Explorer Telescope, o NICER, che vola a bordo della Stazione Spaziale Internazionale . Con queste osservazioni, potrebbe mettere a punto la misurazione della massa.
Gli scienziati hanno riportato i loro risultati il 16 settembre sulla rivista Nature Astronomy.
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