Gli astronomi hanno bisogno di 12 telescopi per spiegare lo strano comportamento di una stella morta

La pulsar alterna quasi costantemente due stati di luminosità, cosa che fino a poco tempo fa era un grande mistero. Ma i ricercatori credono di poter ora spiegare questo strano comportamento.

A circa 4.500 anni luce di distanza, nella costellazione del Sestante si trova una pulsar, una magnetar morta in rapida rotazione. Tuttavia, sta succedendo qualcosa di strano con questa pulsar. Ad esempio, gli astronomi sanno da tempo che un oggetto misterioso alterna quasi continuamente due diversi stati di luminosità. I ricercatori erano sconcertati. Ma Nuovo studio Adesso solleva un lembo del velo.

Cos’è una pulsar?
Una pulsar è il resto di una stella massiccia in rapida esplosione. Il resto contiene un forte campo magnetico rotante che genera un campo elettrico. Questo campo elettrico accelera le particelle cariche vicino ai poli magnetici della pulsar, creando un fascio di radiazione su entrambi i poli. Poiché anche la pulsar gira così velocemente, i raggi di radiazione – proprio come i raggi di luce di un faro – oscillano attraverso lo spazio. Quando un tale raggio di radiazione viene diretto brevemente verso la Terra, gli astronomi possono rilevarlo. Il risultato è un lampo breve e visibile, che fa sembrare che la stella stia pulsando.

La pulsar in questione, nota anche come PSR J1023+0038 (o J1023 in breve), orbita attorno a un’altra stella. Negli ultimi 10 anni la pulsar ha già “rubato” molta materia alla sua compagna. Questo materiale si accumula in un disco attorno alla stella morta.

due modalità
Ma ora arriva la follia. Una volta che la pulsar ha iniziato a raccogliere questo materiale, il fascio vorticoso di radiazione elettromagnetica è quasi completamente scomparso. La pulsar alterna quindi due diverse modalità. Nella modalità “alta”, la pulsar emette raggi X luminosi, luce ultravioletta e visibile. Nella modalità “bassa”, la stella morta è più debole a queste lunghezze d’onda e, d’altra parte, emette più onde radio. La pulsar si ferma in ciascuna modalità per alcuni secondi o minuti e poi passa all’altra modalità in pochi secondi.

Dodici (!) Telescopi
Fino a poco tempo fa, gli astronomi non avevano alcuna spiegazione per lo sconcertante comportamento di J1023. Per poter spiegare questo, un nuovo gruppo di ricerca si è avvalso di non meno di una dozzina di telescopi avanzati terrestri e spaziali. Tra queste figurano le organizzazioni della società civile Un telescopio molto grande (VLT) f Telescopio di nuova tecnologia (NTT), che rileva la luce visibile e del vicino infrarosso, oltre a Array Atacama di grandi dimensioni millimetriche/submillimetriche (Alma). Tutti i telescopi hanno registrato più di 280 passaggi tra alto e basso nell’arco di due notti nel giugno 2021.

un permesso
Dopo aver analizzato i dati raccolti, il team ritiene di poter ora spiegare lo strano comportamento di J1023. “Abbiamo scoperto che la chiave della situazione deriva da una complessa interazione tra il vento della pulsar – un flusso di particelle ad alta energia che si allontana dalla pulsar – e il materiale che scorre verso la pulsar”, ha detto il coautore Koti Zelati.

Tema
corretto. Nella posizione abbassata, l’effusione di materia viene espulsa verso la pulsar in uno stretto fascio perpendicolare a detto disco. A poco a poco, questo materiale si accumula sempre più vicino alla pulsar. Poi si scontra con i venti che soffiano via dalla pulsar, riscaldando il materiale. Il sistema passa quindi alla modalità alta ed è una sorgente luminosa di raggi X, UV e luce visibile. Alla fine, i punti caldi della materia vengono spazzati via dal raggio della pulsar. Con meno materia calda nel disco, il sistema stellare brilla meno intensamente e ritorna a una modalità bassa.

Questa animazione mostra come J1023 “ruba” il gas dalla sua stella compagna. Questo gas si accumula in un disco attorno alla pulsar, cade lentamente verso di essa e viene infine espulso in un fascio stretto. Inoltre, dalla pulsar si allontana un vento di particelle, rappresentato qui da una nuvola di minuscoli punti. Questi venti si scontrano e riscaldano il gas in arrivo, rendendo il sistema stellare una sorgente luminosa di raggi X, ultravioletti e luce visibile. Alla fine, punti di questo gas caldo vengono espulsi dal raggio e la pulsar ritorna al suo stato originale, più debole, e il ciclo si ripete. Le osservazioni hanno dimostrato che questa pulsar passa da uno stato all’altro ogni pochi secondi o minuti.

fuoco
Quindi, in breve, i brillanti interruttori del J1023 sono il risultato di un’espulsione improvvisa e di breve durata della materia. La ricercatrice Maria Cristina ha dichiarato: “Abbiamo assistito a straordinari fenomeni cosmici in cui enormi quantità di materia, simili a palle di cannone cosmiche, vengono lanciate nello spazio nell’arco di un periodo brevissimo di decine di secondi da un corpo celeste piccolo e compatto che ruota a velocità incredibilmente elevate. ” .paleo.

E lo studio dimostra ancora una volta che la frase “due sanno più di uno” – o nel caso dei dodici – è assolutamente vera. Perché con l’aiuto di decine di telescopi gli astronomi sono riusciti a spiegare lo strano comportamento di J1023. Anche se il mistero è stato risolto, i ricercatori hanno mantenuto i loro telescopi concentrati sullo straordinario sistema stellare. Soprattutto le organizzazioni della società civile Un telescopio molto grande (ELT), attualmente in costruzione in Cile, sarà in grado di fornire maggiori informazioni sulle conversioni J1023. “Con ELT, possiamo imparare di più su come il cambio di modalità influenza la densità, la distribuzione, la dinamica e il bilancio energetico della materia che scorre attorno a una pulsar”, ha affermato Sergio Campana.