UNA PULSAR IN ACCRESCIMENTO

Segnali pulsanti da Andromeda

Dopo quasi 30 anni di ricerche senza successo, l’europea XMM-Newton è la prima missione in grado di rivelare la rotazione di una stella di neutroni in accrescimento nella galassia di Andromeda. Lo studio a guida INAF in pubblicazione su MNRAS

pulsar_artistLa definiamo la nostra galassia gemella, è la più vicina, escluse le Nubi di Magellano, nostre galassie satellite, ed è la più osservata, forse, anche nella lunghezza d’onda dei raggi X. Eppure, fino ad oggi, mai vi era stata rilevata una stella di neutroni in accrescimento di cui sia stato possibile misurare il periodo di rotazione. La galassia si chiama Andromeda, la stella di Neutroni 3X J0043, l’autore della scoperta Paolo Esposito dell’INAF-IASF di Milano.

È stato un segnale periodico nei raggi X a guidare il satellite dell’Agenzia Spaziale Europea,XMM-Newton. Il segnale rivelato, che ha un periodo di 1,2 secondi, proviene da una stella di neutroni rotante, che fa parte di un sistema binario. Questa stella di neutroni orbita, intorno alla sua stella compagna, con un periodo di circa 32 ore. Tecnicamente, la sorgente è stata chiamata con la complicata sigla di 3XMM J004301.4+413017. Per gli amici, 3X J0043. La scoperta è in via di pubblicazione sulla rivista scientifica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

«La pulsar scoperta in Andromeda», commenta Paolo Esposito, ricercatore dell’INAF-IASF di Milano e primo autore dell’articolo «è probabilmente molto simile alla pulsar galattica Hercules X-1, la cui compagna è una stella dal colore bianco-bluastro, con una massa più o meno doppia di quella del Sole, i cui strati più esterni le vengono man mano strappati dalla stella di neutroni». Hercules X-1 fu scoperta dal satellite Uhuru, lanciato il 12 dicembre del 1970, quando l’astronomia X era ancora ai suoi primi passi. «Possiamo sperare», aggiunge Gian Luca Israel dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Roma, «che anche 3X J0043 segni l’inizio di una nuova era nello studio dei sistemi in accrescimento in Andromeda».

I sistemi binari che ospitano una stella di neutroni che ruota velocemente intorno al proprio asse sono, infatti, piuttosto comuni nella nostra galassia; al contrario, queste trottole di neutroni in sistemi binari non erano mai state scoperte in Andromeda, nonostante vi fossero state ostinatamente cercate per anni.

La scoperta è stata realizzata nell’ambito del progetto internazionale EXTraS (Exploring the X-ray Transient and variable Sky), finanziato dall’Unione Europea e guidato da INAF, ed è stata resa possibile dalla straordinaria sensibilità delle camere EPIC (European Photon Imaging Camera), a bordo di XMM-Newton (ESA). EPIC ha infatti un’eccellente risoluzione temporale, ovvero un’ottima capacità di distinguere due fotoni X separati da un intervallo di tempo molto piccolo. È proprio questa caratteristica che rende EPIC particolarmente indicato per la ricerca di sorgenti variabili su tempi scala molto brevi.

Il satellite XMM-Newton dell'ESA, principale protagonista della scoperta.

Il satellite XMM-Newton dell’ESA, principale protagonista della scoperta.

Andromeda

Un’immagine della galassia Andromeda realizzata utilizzando un filtro che seleziona la luce della linea spettrale alfa dell’idrogeno. Crediti: Adam Evans

«EPIC non si limita però a permetterci di studiare variazioni veloci»,  aggiunge Andrea De Luca, ricercatore dell’INAF-IASF di Milano e PI di EXTraS. «Stiamo creando un catalogo che permetterà di sfruttare le informazioni inesplorate e sepolte nei dati raccolti da EPIC, che coprono oltre otto ordini di grandezza in tempo scala della variabilità e sei ordini di grandezza in flusso. Nei primi mesi del 2017, saremo pronti per mettere a disposizione di tutti gli astronomi gli strumenti necessari per scavare nell’archivio alla ricerca di tesori nascosti».

Al progetto EXTraS partecipano anche l’Istituto Universitario di Studi Superiori di Pavia, l’Istituto di Matematica Applicata e Tecnologie Informatiche del CNR di Genova, il Dipartimento di Fisica e Astronomia all’Università di Leicester, il Max Planck Institute for extraterrestrial physics di Monaco e l’Erlangen Centre for Astroparticle Physics dell’ Università Friedrich-Alexander di Erlangen Norimberga.

Leggi l’articolo su astroph (in pdf):  EXTraS discovery of an 1.2-s X-ray pulsar in M 31

Per saperne di più: sito web di EXTraS