Credito d'immagine: NSF
Gli astronomi hanno usato l'accuratezza della Very Long Baseline Array (VLBA) della National Science Foundation per individuare la distanza da una pulsar. Si pensava che l'oggetto, chiamato PSR B0656 + 14, fosse distante fino a 2.500 anni luce, ma si trovava nella stessa posizione nel cielo di un residuo di supernova che dista solo 1.000 anni luce. Si pensava che questa fosse una coincidenza, ma la nuova misurazione del VLBA picchia la pulsar a 950 anni luce di distanza; la stessa distanza del residuo: entrambi sono stati creati dalla stessa esplosione di supernova.
Posizione, posizione e posizione. Il vecchio adagio immobiliare su ciò che è veramente importante si è rivelato applicabile all'astrofisica quando gli astronomi hanno usato la nitida "visione" della Very Long Baseline Array (VLBA) della National Science Foundation per individuare la distanza di una pulsar. La loro accurata misurazione della distanza ha quindi risolto una disputa sul luogo di nascita della pulsar, ha permesso agli astronomi di determinare le dimensioni della sua stella di neutroni e possibilmente di risolvere un mistero sui raggi cosmici.
"Ottenere una distanza precisa da questa pulsar ci ha dato una vera fortuna", ha dichiarato Walter Brisken, del National Radio Astronomy Observatory (NRAO) di Socorro, Nuovo Messico.
La pulsar, chiamata PSR B0656 + 14, si trova nella costellazione dei Gemelli, e sembra essere vicino al centro di un residuo circolare di supernova che si trova a cavallo tra Gemelli e la sua costellazione vicina, Monoceros, e viene quindi chiamato Anello Monogem. Poiché le pulsar sono superdense, le stelle di neutroni rotanti lasciate quando una stella massiccia esplode come una supernova, era logico supporre che l'Anello Monogem, il guscio di detriti di un'esplosione di supernova, fosse il residuo dell'esplosione che ha creato la pulsar.
Tuttavia, gli astronomi che utilizzavano metodi indiretti per determinare la distanza dalla pulsar avevano concluso che si trovava a circa 2500 anni luce dalla Terra. D'altra parte, il residuo di supernova era determinato a circa 1000 anni luce dalla Terra. Sembrava improbabile che i due fossero imparentati, ma invece apparvero nelle vicinanze nel cielo puramente per giustapposizione.
Brisken e i suoi colleghi hanno usato il VLBA per effettuare misurazioni precise della posizione del cielo di PSR B0656 + 14 dal 2000 al 2002. Sono stati in grado di rilevare il leggero scostamento nella posizione apparente dell'oggetto quando visto da lati opposti dell'orbita terrestre attorno al Sole. Questo effetto, chiamato parallasse, fornisce una misurazione diretta della distanza.
"Le nostre misurazioni hanno dimostrato che la pulsar si trova a circa 950 anni luce dalla Terra, essenzialmente alla stessa distanza del residuo di supernova", ha affermato Steve Thorsett, dell'Università della California, Santa Cruz. "Ciò significa che i due quasi certamente sono stati creati dalla stessa esplosione di supernova", ha aggiunto.
Con quel problema risolto. gli astronomi si sono quindi dedicati allo studio della stella di neutroni della pulsar stessa. Utilizzando una varietà di dati provenienti da diversi telescopi e armati della nuova misurazione della distanza, hanno determinato che la stella di neutroni ha un diametro compreso tra 16 e 25 miglia. Di dimensioni così ridotte, racchiude una massa approssimativamente uguale a quella del Sole.
Il prossimo risultato dell'apprendimento della distanza effettiva della pulsar fu di fornire una possibile risposta a una domanda di lunga data sui raggi cosmici. I raggi cosmici sono particelle subatomiche o nuclei atomici accelerati quasi alla velocità della luce. Si ritiene che le onde d'urto nei resti di supernova siano responsabili dell'accelerazione di molte di queste particelle.
Gli scienziati possono misurare l'energia dei raggi cosmici e hanno notato un eccesso di tali raggi in un intervallo di energia specifico. Alcuni ricercatori hanno suggerito che l'eccesso potrebbe provenire da un singolo residuo di supernova a circa 1000 anni luce di distanza la cui esplosione di supernova è avvenuta circa 100.000 anni fa. La principale difficoltà con questo suggerimento era che non esisteva un candidato accettato per tale fonte.
"La nostra misurazione ora pone PSR B0656 + 14 e l'Anello Monogem esattamente nel posto giusto e esattamente all'età giusta per essere la fonte di questo eccesso di raggi cosmici", ha detto Brisken.
Con la capacità del VLBA, uno dei telescopi del NRAO, di effettuare misurazioni di posizione estremamente precise, gli astronomi si aspettano di migliorare ulteriormente l'accuratezza della determinazione della distanza.
"Questa pulsar sta diventando un affascinante laboratorio per lo studio dell'astrofisica e della fisica nucleare", ha affermato Thorsett.
Oltre a Brisken e Thorsett, il team di astronomi comprende Aaron Golden della National University of Ireland, Robert Benjamin dell'Università del Wisconsin e Miller Goss dell'NRAO. Gli scienziati stanno riportando i loro risultati in articoli che compaiono nelle lettere astrofisiche del diario di agosto.
Il VLBA è un sistema in tutto il continente di dieci antenne per radiotelescopio, che vanno dalle Hawaii a ovest alle Isole Vergini americane a est, fornendo il più grande potere di risoluzione, o capacità di vedere i dettagli fini, in astronomia. Dedicato nel 1993, il VLBA è gestito dall'Array Operations Center della NRAO a Socorro, nel New Mexico.
Il National Radio Astronomy Observatory è una struttura della National Science Foundation, gestita in accordo con la cooperazione da Associated Universities, Inc.
Fonte originale: Comunicato stampa NRAO
