PROVENIENTE DA UN TIPO INASPETTATO DI STELLA

Quel getto impossibile

Grazie al radiotelescopio statunitense Vla, è stato osservato un getto di materiale proiettato da una classe di stelle di neutroni che fino a oggi non si pensava potesse generare un tale fenomeno, e ora la teoria sull'origine di questi getti è tutta da riscrivere. Lo studio su Nature

Impressione d’artista che mostra le linee di campo magnetico attorno a stelle di neutroni, il disco di accrescimento di materiale in orbita intorno alla stella di neutroni e i getti di materiale proiettati verso l’esterno.
Crediti: ICRAR / Università di Amsterdam

La teoria sull’origine dei getti nelle stelle di neutroni con forte campo magnetico è tutta da riscrivere. Così sembrerebbe dopo le ultime osservazioni fatte grazie al Very Large Array. I risultati dello studio, a guida olandese, sono stati pubblicati oggi sulla rivista Nature.

La potente gravità delle stelle di neutroni – oggetti densissimi che rappresentano i “resti” delle stelle massicce esplose come supernova – può staccare materiale da una stella compagna quando si trovano in una coppia binaria. Questo materiale forma un disco, il disco di accrescimento, che inizia a ruotare attorno alla stella di neutroni. I getti di materiale vengono quindi proiettati perpendicolarmente al disco di accrescimento, ad una velocità paragonabile a quella della luce. Gli astronomi hanno ora osservato un getto di materiale proiettato da un tipo di stella di neutroni che in precedenza si pensava non potesse dare origine a un getto simile: una stella con un forte campo magnetico.

«Abbiamo visto getti provenienti da tutti i tipi di stelle di neutroni che sottraggono materiale alla stella compagna, con una sola eccezione. Mai prima d’ora avevamo osservato un getto proveniente da una stella di neutroni con un campo magnetico molto forte≫, spiega Jakob van den Eijnden, dell’Università di Amsterdam. «Questo ha portato alla teorizzazione che i forti campi magnetici impediscano la formazione di getti≫.

La nuova scoperta è però in contraddizione con questa teoria.

Gli scienziati hanno studiato un oggetto chiamato Swift J0243.6+6124 (Sw J0243), scoperto il 3 ottobre 2017 dall’osservatorio orbitante Neil Gehrels Swift Observatory della Nasa, quando l’oggetto ha emesso un’esplosione di raggi X. Sw J0243 è una stella di neutroni che gira lentamente “succhiando” materiale dalla stella compagna, che è probabilmente molto più massiccia del Sole. Le osservazioni con il Vla sono iniziate una settimana dopo la scoperta e sono continuate fino al gennaio 2018.

Impressione d’artista che mostra una stella di neutroni superdensa, sulla destra, che risucchia materiale dalla sua compagna “normale”. Il materiale va quindi a formare il disco di accrescimento che ruota attorno alla stella di neutroni. I getti di materiale vengono espulsi in direzione perpendicolare rispetto al disco di accrescimento.
Credito: ICRAR / Università di Amsterdam

L’emissione dell’oggetto in banda X e le lunghezze d’onda radio si sono entrambe indebolite nel tempo, e questo, insieme alle caratteristiche della stessa emissione radio ha convinto gli astronomi che stavano osservando le onde radio prodotte da un getto.

Le teorie ad oggi formulate sull’origine dei getti in sistemi come Sw J0243 sostengono che questi siano espulsi da linee di campo magnetico ancorate nelle parti interne dei dischi di accrescimento. In uno scenario del genere, un campo magnetico molto forte della stella di neutroni sovrasterebbe le linee di campo magnetico del disco, impedendo al getto di formarsi.

«La scoperta di un getto in Sw J0243 smentisce questa idea di lunga data≫, dice van den Eijnden. Gli scienziati hanno ipotizzato che la regione di lancio del disco di accrescimento di Sw J0243 sia molto più lontana rispetto ad altri tipi di sistemi, dove il campo magnetico della stella è più debole.

Un’altra ipotesi è che i getti siano alimentati dalla rotazione della stella di neutroni, invece di essere lanciati dalle linee del campo magnetico nel disco di accrescimento interno. «È interessante notare che l’ipotesi della rotazione prevede che il getto sarà significativamente più debole nelle stelle di neutroni a rotazione più lenta, che è esattamente quello che vediamo in Sw J0243≫, commenta Nathalie Degenaar, anche lei dell’Università di Amsterdam.

La nuova scoperta implica anche che Sw J0243 possa essere parte di un gruppo di oggetti la cui emissione radio era troppo debole per essere rilevata fino all’importante aggiornamento del VLA, completato nel 2012. Se si trovassero più oggetti di questo tipo, hanno detto gli scienziati, si potrà verificare se i getti siano prodotti dallo spin della stella di neutroni.

Ma non solo, il getto osservato da SwJ0243 potrebbe implicare che anche un’altra categoria di oggetti anch’essi altamente magnetizzati, le pulsar a raggi X ultra-luminose, potrebbe produrre getti. «Questa scoperta non solo significa che dobbiamo rivedere le nostre idee sui getti provenienti da tali sistemi, ma apre anche nuove ed entusiasmanti aree di ricerca≫, conclude Degenaar.

Per saperne di più:

Guarda l’animazione (in inglese) realizzata dall’Icrar per spiegare la scoperta: