Misurata per la prima volta la velocità dei getti di una stella di neutroni

Gli astronomi hanno recentemente fatto un importante passo avanti nella comprensione dei getti prodotti dall’accrescimento delle stelle di neutroni, aprendo la strada a nuove scoperte su questi intriganti fenomeni cosmici.

Raggi di luce proiettati nello spazio

I jet lo sono flusso di materia o particelle energetiche che vengono emessi da alcuni oggetti celesti. Possono estendersi su grandi distanze nello spazio e raggiungere velocità impressionanti.

Storicamente, sono stati ampiamente studiati in relazione a buchi neriin particolare il buchi neri supermassicci che risiedono nel cuore delle galassie. Questi enormi getti di materiale vengono spesso osservati provenire da regioni circostanti i buchi neri attivi, dove la materia si accumula a ritmi elevati. Quando questa materia viene riscaldata e accelerata dalle intense forze gravitazionali vicino al buco nero, lo è espulsi sotto forma di getti a velocità prossime a quella della luce.

Focus sulle stelle di neutroni

Ciò che però è meno noto è che fenomeni simili possono verificarsi anche attorno ad altri oggetti celesti, come ad es stelle di neutroni. Questi ultimi sono estremamente densi e sono stati formati dal cuore collassato di una stella massiccia alla fine della sua vita. La loro intensa gravità può anche causare l'accrescimento di materiale da una stella compagna o dal disco di accrescimento circostante.

Quando la materia accumulata si avvicina alla stella di neutroni, può essere soggetta a forze e condizioni simili a quelle osservate vicino ai buchi neri, ma su scala più piccola. Questo materiale può essere riscaldato a temperature estreme e sottoposto a intense forze magnetiche, che possono causare l'espulsione di getti di materiale a velocità considerevoli.

I getti emessi dalle stelle di neutroni possono essere osservati a varie lunghezze d'onda, compresi i raggi X e le onde radio. Sono spesso associati a fenomeni come i lampi di raggi X e le pulsar, dove la rapida rotazione di una stella di neutroni può concentrare i getti in fasci stretti che attraversano lo spazio come un faro cosmico.

Velocità impressionante

Per comprendere meglio questi getti, un team di ricercatori si è impegnato a farlo misurare la loro velocità. Per fare ciò, hanno implementato un metodo innovativo basato sull’osservazione delle esplosioni di luce che si verificano quando i getti vengono lanciati nello spazio.

Per osservare e misurare queste esplosioni, i ricercatori hanno utilizzato più telescopi che operano a diverse lunghezze d’onda, nel senso che osservano diverse parti dello spettro elettromagnetico. Alcuni telescopi possono osservare nella regione dei raggi X, mentre altri possono, ad esempio, osservare nella regione delle onde radio.

Combinando i dati provenienti da questi diversi telescopi, i ricercatori sono riusciti a ottenere un'immagine completa e dettagliata dei getti emessi dalle stelle di neutroni. Effettuando osservazioni simultanee a diverse lunghezze d'onda, sono stati in grado di cronometrare con precisione l'inizio e i movimenti dei getti nello spazio.

Il team ha calcolato che i getti prodotti dalla stella di neutroni studiata, 4U 1728-34, ha raggiunto una velocità impressionante pari al 38% della velocità della luce. Sebbene questa velocità sia molto inferiore a quella dei getti emessi dai buchi neri, che possono superare il 99% della velocità della lucerimane comunque notevole.

Quale origine?

Questo risultato apre la strada a nuove domande sulla natura dei getti emessi dalle stelle di neutroni. Una domanda cruciale è cosa li spinge a tali velocità. Alcuni scienziati sospettano campi magnetici che circonda la stella come responsabile, mentre altri lo suggeriscono la stella stessa è la causa.

Per rispondere a questa domanda, i ricercatori vogliono estendere il loro lavoro a un numero maggiore di stelle di neutroni. Sperano di trovare una correlazione tra la velocità dei getti e la rotazione della stella di neutroni. Se si osservasse una tale correlazione, ciò indicherebbe che la stella stessa è responsabile dell’accelerazione dei getti. In caso contrario, ciò confermerebbe l'ipotesi secondo cui sarebbero i campi magnetici a svolgere un ruolo preponderante.

I dettagli dello studio sono pubblicati sulla rivista Natura.