MISTERIOSA EMISSIONE X DAL CENTRO GALATTICO

Le ‘urla’ delle stelle zombie

Una nuova immagine del centro galattico ottenuta con il satellite NuSTAR ha permesso agli astronomi di rivelare la presenza di un enigmatico eccesso di emissione X che potrebbe essere dovuto ad una popolazione di stelle morte. Nonostante siano stati introdotti vari modelli e teorie che tentano di spiegare questo enigmatico segnale, non esiste ancora una spiegazione definitiva il che lascia gli scienziati molto perplessi. I risultati su Nature

Le nuove immagini fornite dal satellite Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) della NASA del cuore della Via Lattea hanno permesso di identificare una misterioso eccesso di emissione di alta energia in banda X che, secondo gli scienziati, potrebbe essere una sorta di “urlo” di stelle morte che si nutrono a mo’ di zombie delle loro compagne. Si tratta di una scoperta affascinante che lascia gli scienziati molto perplessi in quanto non c’è ancora una spiegazione definitiva. Il prossimo passo sarà quello di raccogliere altri dati per verificare l’origine di questo enigmatico segnale proveniente dal centro galattico.

«Grazie alle immagini fornite da NuSTAR, possiamo osservare una componente completamente nuova del centro galattico», spiega Kerstin Perez della Columbia University a New York e prima autrice di un articolo pubblicato su Nature. «Tuttavia, non siamo ancora in grado di spiegare definitivamente questo segnale osservato in banda X, perciò rimane un mistero. Avremo bisogno di altri dati».

Il cerchio più piccolo indica la regione della Via Lattea, in direzione di Sgr A*, dove è stata ottenuta la nuova immagine di NuSTAR in banda X, mostrata nel riquadro color magenta. Il punto più brillante (al centro dell’immagine) è associato all’emissione X proveniente da una pulsar che si trova in prossimità di Sgr A*. L’immagine di fondo è stata realizzata con il telescopio spaziale Spitzer. Credit: NASA/JPL-Caltech

Il centro galattico è un posto molto affollato, caratterizzato da stelle vecchie e giovani, buchi neri di piccole dimensioni e da un’ampia varietà di corpi celesti di tipo stellare tutti in orbita attorno a Sagittarius A* (Sgr A*), il buco nero supermassiccio della Via Lattea. NuSTAR, messo in orbita nel 2012, è il primo telescopio spaziale in grado di realizzare immagini molto nitide in banda X di questa regione alquanto frenetica della nostra galassia. Le nuove immagini fornite dal satellite della NASA mostrano una regione che si estende per circa 40 anni luce attorno a Sgr A*. Gli astronomi sono rimasti sorpresi dalle foto che rivelano una specie di “foschia” di raggi X che domina la consueta attività stellare. «Quasi tutto ciò che può emettere raggi X si trova nel centro della nostra galassia», dice Perez. «L’area è gremita di sorgenti X di bassa energia e la loro radiazione appare molto debole quando viene osservata da NuSTAR, perciò il nostro segnale misterioso appare evidente».

Gli astronomi hanno quattro teorie per spiegare questo sconcertante bagliore X, tre delle quali riguardano diverse classi di corpi celesti di tipo stellare. Quando le stelle si trovano nelle fasi finali della loro evoluzione, esse non sempre vagano silenziosamente nella notte. A differenza delle stelle come il Sole, le stelle collassate che appartengono ai sistemi binari possono attirare la materia dalle loro compagne. Questo processo di “alimentazione” a mo’ di zombie varia in funzione della stella compagna e può portare ad una emissione violenta di raggi X. Secondo l’altra teoria, potrebbe trattarsi di un’altra classe di “stelle-zombie”, cioè di pulsar. Le pulsar sono stelle di neutroni, residui di esplosioni stellari che danno luogo alle supernovae. Questi oggetti super densi possono ruotare molto velocemente emettendo intensi fasci di radiazione di alta energia estremamente collimati che spazzano il cielo man mano che le stelle ruotano, intercettando a volte la Terra un pò come la luce dei fari. “Forse, stiamo ricevendo la radiazione da un popolazione nascosta di pulsar distribuite nel centro galattico”, dice Fiona Harrison del California Institute of Technology a Pasadena, investigatrice principale di NuSTAR e co-autrice dello studio. “Ciò vorrebbe dire che esiste qualcosa di speciale che caratterizza l’ambiente galattico in prossimità delle regioni centrali della nostra galassia”.

Altri potenziali “colpevoli” di questo enigmatico segnale X potrebbero essere identificati nelle nane bianche, prodotti finali dell’evoluzione stellare, residui di stelle non molto massicce da esplodere in supernovae. Di questa classe di oggetti ne abbiamo un esempio in casa: infatti, il Sole sarà destinato a diventare una nana bianca tra circa 5 miliardi di anni. Ora, dato che le nane bianche sono molto più dense rispetto a quando si trovavano durante la loro gioventù, esse sono dotate di un forte campo gravitazionale e possono produrre raggi X molto energetici. Secondo un’altra teoria, gli oggetti incriminati potrebbero essere buchi neri di piccola taglia che si nutrono lentamente delle loro stelle compagne, emanando raggi X man mano che il materiale precipita verso quei “pozzi gravitazionali senza fondo”. C’è, però, chi sostiene che la sorgente dei raggi X non sarebbe di tipo stellare, piuttosto potrebbe trattarsi di una sorta di “nebbia diffusa” composta di particelle cariche, chiamate raggi cosmici, che si originano da Sagittarius A* man mano che il buco nero cattura il materiale circostante. Quando i raggi cosmici interagiscono con il gas circostante, essi emettono raggi X. Nonostante l’emissione X associata ad una pulsar (il punto più brillante che si vede nel riquadro dell’immagine) sia nota da precedenti studi, nessuna di queste teorie è in grado di spiegare definitivamente questo extra-budget di raggi X (l’emissione diffusa nello spazio circostante che si vede nel riquadro come una sorta di nebbia a forma di ellisse), il che lascia gli scienziati molto perplessi.

«Questo risultato ci sta dicendo che il centro della Via Lattea è un posto alquanto bizzarro», aggiunge Chuck Hailey della Columbia University e co-autore dello studio. «Se consideriamo, ad esempio, la gente che camminando per strada si comporta in maniera diversa, invece di ammassarsi in metropolitana durante un’ora di punta, allo stesso modo gli oggetti stellari mostrano uno strano comportamento quando si trovano stipati in zone molto vicine tra loro in prossimità del buco nero supermassiccio».

I ricercatori stanno ora pianificando ulteriori osservazioni per raccogliere altri dati. Fino ad allora, i teorici saranno impegnati ad esplorare gli scenari suddetti o magari troveranno nuovi modelli per spiegare le cause di questo misterioso segnale osservato nella banda X. «Ogni volta che costruiamo piccoli telescopi come NuSTAR, che permettono di migliorare la nostra visione del cosmo in una particolare banda dello spettro elettromagnetico, possiamo aspettarci delle sorprese come questa», conclude Paul Hertz, direttore della divisione di astrofisica presso il quartier generale della NASA.


Nature: Kerstin Perez et al. – Extended Hard-X-ray Emission in the Inner Few Parsecs of the Galaxy