Gli astronomi risolvono il puzzle di un'insolita stella morta pulsante

Jun 22, 2023

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Un team internazionale di astronomi ha svelato nuove informazioni su un oggetto al centro di un mistero cosmico: una pulsar che sembra cambiare costantemente in luminosità. Ora gli scienziati pensano di sapere cosa c'è dietro.

Stelle morte che ruotano rapidamente, le pulsar sono così chiamate perché mentre ruotano rilasciano raggi di radiazione elettromagnetica attraverso lo spazio che sembrano pulsare come fari celesti.

Ma una pulsar chiamata PSR J1023+0038, situata a circa 4.500 anni luce dalla Terra nella costellazione del Sestante, è ancora più insolita in quanto alcuni impulsi sono più luminosi di altri, quasi come se stesse passando da una modalità all'altra.

La stella morta e rotante e la stella compagna che orbita da vicino sono state scoperte per la prima volta nel 2007. Ma nuove osservazioni effettuate con più telescopi mostrano che accadono cose strane mentre la pulsar stacca materiale dall'altra stella, e questa attività è continuata nell'ultimo decennio. .

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Uno studio sulle nuove osservazioni è stato pubblicato mercoledì sulla rivista Astronomy & Astrophysics.

"Abbiamo assistito a straordinari eventi cosmici in cui enormi quantità di materia, simili a palle di cannone cosmiche, sono state lanciate nello spazio in un brevissimo arco di tempo di decine di secondi da un oggetto piccolo e denso che ruota a velocità incredibilmente elevate", ha affermato l'autrice principale dello studio Maria Cristina Baglio, ricercatrice presso la New York University Abu Dhabi, affiliata all'Istituto Nazionale di Astrofisica, in una dichiarazione.

Una volta che la pulsar ha iniziato a sottrarre materiale alla stella compagna, il suo caratteristico raggio pulsante è scomparso. Invece, la pulsar è entrata in un ciclo costante e alternato di funzionamento in quella che gli astronomi chiamano modalità “alta” e modalità “bassa”.

Durante la modalità alta, la pulsar rilascia raggi X, lunghezze d'onda della luce ultravioletta e visibile. Una volta in modalità bassa, la pulsar diventa più debole, condividendo più onde radio rispetto ad altre lunghezze d'onda della luce. Le due modalità possono durare ciascuna secondi o minuti prima di passare all'altra.

Gli astronomi avevano bisogno di una serie diversificata di osservatori in grado di rilevare diversi tipi di luce per risolvere il puzzle celeste.

"La nostra campagna di osservazione senza precedenti per comprendere il comportamento di questa pulsar ha coinvolto una dozzina di telescopi all'avanguardia terrestri e spaziali", ha affermato in una dichiarazione il coautore dello studio Francesco Coti Zelati, ricercatore presso l'Istituto di Scienze Spaziali di Barcellona, ​​Spagna.

Nel giugno 2021, la pulsar ha effettuato più di 280 passaggi dalla modalità alta a quella bassa. Le varie osservazioni del telescopio hanno raccolto i dettagli necessari agli astronomi per comprendere cosa è accaduto durante entrambe le modalità.

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Hanno scoperto che uno scambio di materia tra la pulsar e la sua stella compagna innesca il comportamento insolito della pulsar.

Mentre la pulsar attira la sua stella compagna, il gas viene rilasciato dalla compagna e forma un disco attorno alla pulsar prima di cadere lentamente verso di essa.

Alla fine, in modalità bassa, lo stesso materiale viene rilasciato dalla pulsar in un getto stretto. La materia espulsa viene colpita dal vento che soffia dalla pulsar. Il vento riscalda la materia stellare, facendola brillare in diverse lunghezze d'onda della luce, attivando la modalità alta.

Il processo si ripete mentre il getto continua a spingere più materiale lontano dalla stella, spostando parte del materiale più caldo e luminoso e ripristinando la modalità bassa.

"Abbiamo scoperto che il cambio di modalità deriva da un'intricata interazione tra il vento della pulsar, un flusso di particelle ad alta energia che soffia via dalla pulsar e la materia che scorre verso la pulsar", ha detto Coti Zelati. Gli astronomi non sanno se c'è ci sono altri sistemi pulsar simili, o se questo è unico.