IL RADIOTELESCOPIO CINESE PIÙ POTENTE AL MONDO

Il radiotelescopio Fast a caccia di pulsar

Grazie a una strategia di rilevamento innovativa, la prima nel suo genere, il radiotelescopio cinese Fast ha rilevato la presenza di oltre duecento pulsar nella nostra galassia, comprese pulsar estremamente deboli, pulsar millisecondo e pulsar in sistemi binari. Tutti i dettagli su Research in Astronomy and Astrophysics

     20/05/2021
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Radiotelescopio Fast – Five hundred meter Aperture Spherical Telescope in Cina

Utilizzando il Five hundred meter Aperture Spherical Telescope (Fast) – il radiotelescopio cinese più grande e sensibile al mondo, situato nella Contea di Pingtang –  un gruppo di ricercatori guidato da Han JinLin della National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (Naoc) ha scoperto 201 pulsar, comprese pulsar molto deboli, quaranta pulsar millisecondo (Msp) e sedici pulsar in sistemi binari.

Le pulsar sono le stelle più piccole e dense dell’universo e si formano a seguito di esplosioni di supernova. Hanno un campo magnetico molto forte e ruotano più velocemente di qualsiasi altro corpo celeste nell’universo. Queste stelle così compatte, all’interno di sistemi binari mostrano significativi effetti relativistici particolarmente intensi.

Dalla scoperta della prima pulsar – individuata nel 1968 da Jocelyn Bell Burnell e Antony Hewish – a oggi ne conosciamo quasi tremila. Tra queste, circa quattrocento con un periodo rotazionale molto stabile, inferiore ai trenta millisecondi.

Han e il suo team hanno ideato una strategia di rilevamento istantanea, la prima nel suo genere: una piccola porzione di cielo viene osservata da Fast per cinque minuti, per poi essere completamente coperta in ventuno minuti. Questa rilevazione è nota come Galactic Plane Pulsar Snapshot (Gpps) e prevede, nei prossimi cinque anni, di osservare l’intero cielo visibile lungo i confini della Via Lattea alla ricerca di nuove pulsar.

Fast produce dati con un rapporto segnale-rumore estremamente elevato. La ricerca è stata selezionata come uno dei cinque progetti chiave del radiotelescopio Fast. Un tale rilevamento è in grado di individuare delle pulsar molto deboli con una densità di flusso fino a 5 microJy (milionesimi di Jansky) – circa una magnitudine inferiore rispetto alle precedenti rilevazioni effettuate dai radiotelescopi in tutto il mondo.

L’immagine mette a confronto le osservazioni ottenute con Fast e quelle dei radiotelescopi di Parkes e Arecibo. L’indagine Fast Gpps è in grado di rilevare pulsar molto deboli rispetto ad altri telescopi. Crediti: Naoc

Fino a ora, Gpps ha scrutato circa il cinque per cento del cielo scoprendo 201 pulsar, «In questa fase iniziale del progetto, questo risultato è davvero impressionante», dice Richard Norman Manchester della Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (Csiro), Astronomy and Space Science, in Australia.

Analizziamo alcuni dei risultati prodotti dallo studio. Tra le pulsar scoperte, alcune presentano strane proprietà di dispersione degli impulsi nel mezzo interstellare. La dispersione misura la distanza di una pulsar dalla Terra: maggiore è la misura della dispersione, maggiore è la distanza.

Gpps ha scoperto delle pulsar con misure di dispersione molto elevate, che sfidano gli attuali modelli di distribuzione della densità elettronica nella Via Lattea e che ne ipotizzavano la presenza fuori dalla nostra galassia. Secondo i ricercatori, tuttavia, la densità elettronica nella Via Lattea, specialmente lungo i suoi bracci a spirale, è probabilmente sottostimata, dunque le pulsar rilevate potrebbero trovarsi effettivamente all’interno dei suoi bracci. Questa nuova ipotesi potrebbe migliorare efficacemente la conoscenza della distribuzione degli elettroni della Via Lattea.

Sono state individuate circa quaranta pulsar con un periodo rotazionale di meno di trenta millisecondi. «L’indagine Gpps ha già aumentato il numero delle pulsar millisecondo già note di quasi il dieci per cento, un risultato notevole», dice Manchester. Fra queste, quattordici pulsar hanno una stella compagna, così come le due pulsar con un periodo rotazionale più lungo. «Senza dubbio alcune di queste si riveleranno eccellenti sonde per lo sviluppo di teorie gravitazionali», aggiunge Manchester.

Infine, Gpp ha scoperto delle pulsar con caratteristiche insolite, ad esempio alcune sono caratterizzate da emissioni o impulsi che si accendono e si spengono per molti più minuti di quanto normalmente previsto. «Fast ci permette di studiare gli oggetti compatti nell’universo e ci aiuta a saperne di più sugli elementi fondamentali della fisica e dell’astrofisica», conclude Jim Cordes della Cornell University, fra i revisori dello studio.

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