La radio pulsar PSR B1259-63. Credito immagine: ESA Clicca per ingrandire
Gli astronomi dell'ESA hanno assistito a qualcosa di molto insolito; una pulsar che si schianta attraverso un anello di gas che circonda una stella compagna. Questa stella compagna è parecchie volte più massiccia del nostro Sole e ruota così rapidamente che sputa costantemente materiale in un anello di gas. La pulsar attraversa questo anello due volte durante la sua orbita ellittica di 3,4 anni
Gli astronomi hanno assistito a un evento mai visto prima nelle osservazioni dell'astronave XMM-Newton dell'ESA: una collisione tra una pulsar e un anello di gas attorno a una stella vicina.
Il raro passaggio, che portava la pulsar a tuffarsi dentro e attraverso questo anello, illuminava il cielo con raggi gamma e raggi X.
Ha rivelato una nuova straordinaria intuizione sull'origine e sul contenuto dei "venti pulsar", che è stato un mistero di lunga data. Gli scienziati hanno descritto l'evento come una versione naturale ma "ingrandita" della nota collisione satellitare Deep Impact con la cometa Tempel 1.
La loro analisi finale si basa su una nuova osservazione di XMM-Newton e una moltitudine di dati archiviati che porteranno a una migliore comprensione di ciò che guida le famose "nebulose pulsar", come le colorate pulsar Crab e Vela.
"Nonostante le innumerevoli osservazioni, la fisica dei venti pulsar è rimasta un enigma", ha dichiarato l'autore principale Masha Chernyakova, dell'Integral Science Data Center, Versoix, Svizzera.
“Qui abbiamo avuto la rara opportunità di vedere uno scontro di vento pulsare con vento stellare. È analogo a spaccare qualcosa di aperto per vedere cosa c'è dentro. "
Una pulsar è un nucleo in rapida rotazione di una stella crollata che una volta era circa 10-25 volte più massiccia del nostro Sole. Il nucleo denso contiene circa una massa solare compattata in una sfera di circa 20 chilometri di diametro.
La pulsar in questa osservazione, chiamata PSR B1259-63, è una pulsar radio, il che significa che il più delle volte emette solo onde radio. Il sistema binario si trova nella direzione generale della Croce del Sud a circa 5000 anni luce di distanza.
Il vento pulsar comprende materiale gettato via dalla pulsar. È in corso un dibattito su quanto siano energici i venti e se questi venti siano costituiti da protoni o elettroni. Ciò che la squadra di Chernyakova ha trovato, sebbene sorprendente, si lega perfettamente ad altre recenti osservazioni.
Il team ha osservato il PSR B1259-63 in orbita attorno a una stella "Be" di nome SS 2883, che è luminosa e visibile agli astronomi dilettanti. Le stelle "Be", così chiamate per alcune caratteristiche spettrali, tendono ad essere alcune volte più massicce del nostro Sole e ruotano a velocità sorprendenti.
Ruotano così velocemente che la loro regione equatoriale si gonfia e diventano sfere appiattite. Il gas viene costantemente scagliato via da una tale stella e si deposita in un anello equatoriale attorno alla stella, con un aspetto in qualche modo simile al pianeta Saturno e ai suoi anelli.
La pulsar si immerge nell'anello della stella Be due volte durante la sua orbita ellittica di 3,4 anni; ma i tuffi sono distanti solo pochi mesi, appena prima e dopo "periastron", il punto in cui i due oggetti in orbita sono più vicini tra loro. È durante i tuffi che vengono emessi raggi X e raggi gamma e XMM-Newton rileva i raggi X.
"Per la maggior parte dell'orbita di 3,4 anni, entrambe le fonti sono relativamente scarse nei raggi X e non è possibile identificare le caratteristiche nel vento pulsar", ha detto il coautore Andrii Neronov. "Mentre i due oggetti si avvicinano, le scintille iniziano a volare."
I nuovi dati XMM-Newton sono stati raccolti quasi contemporaneamente con un'osservazione HESS. HESS, il sistema stereoscopico ad alta energia, è un nuovo telescopio a raggi gamma terrestre in Namibia.
Annunciato lo scorso anno, l'osservazione di HESS era sconcertante in quanto l'emissione di raggi gamma era scesa al minimo al periastrone e aveva due massimi, appena prima e dopo il periastrone, il contrario di ciò che gli scienziati si aspettavano.
L'osservazione XMM-Newton supporta l'osservazione HESS mostrando come i massimi sono stati generati dal doppio tuffo nell'anello della stella di Be. Combinando queste due osservazioni con le osservazioni radio dell'ultimo evento periastron, gli scienziati hanno ora un quadro completo di questo sistema.
Tracciando l'ascesa e la caduta dei raggi X e dei raggi gamma giorno dopo giorno mentre la pulsar scavava attraverso il disco della stella stellare, gli scienziati potevano concludere che il vento degli elettroni a un livello di energia di 10-100 MeV è responsabile dell'X osservato raggio di luce. (1 MeV rappresenta un milione di volt di elettroni.)
Sebbene 10-100 MeV siano energetici, questo è circa 1000 volte inferiore al livello di energia previsto di 100 TeV. Ancora più sconcertante è l'emissione di raggi gamma multi-TeV, che, sebbene sicuramente proveniente dagli elettroni eolici da 10-100 TeV, sembra prodotta in modo diverso da come si pensava prima.
"L'unico fatto che è cristallino al momento è che questo è il sistema pulsar da guardare se vogliamo capire i venti pulsar", ha detto Chernyakova.
“Non abbiamo mai visto il vento pulsar in modo così dettagliato. Stiamo continuando con i modelli teorici ora. Abbiamo una buona spiegazione del comportamento da radio a TeV gamma di questo divertente sistema, ma è ancora "in costruzione".
Fonte originale: ESA Portal
