FORSE PRODOTTA DALL’ESPLOSIONE DI UNA “MASSIVE RUNAWAY STAR”

Stella di neutroni anomala in fuga dalla Via Lattea

Si trova a diecimila anni luce da noi, molto più lontano di quanto stimato in precedenza, l’anomala stella di neutroni Calvera, il cui soprannome fa eco al film “I magnifici sette”. Tale distanza indica che questo resto stellare appartiene all’alone della Via Lattea, aprendo interessanti scenari sulla sua formazione. Sono i risultati di uno studio effettuato da ricercatori e ricercatrici dell’Inaf e dell’Università di Padova, basato su nuove osservazioni effettuate dallo strumento Nicer a bordo della Stazione spaziale internazionale

     06/12/2021
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Rappresentazione artistica di una stella di neutroni.
Crediti: Nasa / Penn State University / Casey Reed

La pulsar nota come 1RXS J141256.0+792204 sarebbe nata nell’alone della nostra galassia, la Via Lattea, e non nel piano galattico come la maggior parte delle altre stelle di neutroni. Scoperta nel 2007 e osservata finora soltanto nei raggi X, presenta una serie di caratteristiche peculiari rispetto alle altre classi di stelle di neutroni note.

Come altre sette stelle di neutroni identificate negli anni Novanta e soprannominate “The Magnificent Seven” (richiamandosi al film “I magnifici sette”), anche questa emette soltanto raggi X termici, prodotti dal graduale raffreddamento della superficie, che ha attualmente una temperatura dell’ordine di un milione di gradi. All’epoca della sua scoperta, si pensava infatti che potesse appartenere a questa categoria, il che le valse il nome informale di “Calvera”, come un altro protagonista del famoso film western. Ma al contrario delle magnifiche sette, che hanno circa un milione di anni, Calvera è molto più giovane – di anni ne ha appena trecentomila – ed energetica.

Anche la sua posizione in cielo è piuttosto anomala, in direzione della costellazione dell’Orsa Minore, a un’altezza di circa 40 gradi rispetto al piano della Via Lattea: questo significa che – salvo effetti di proiezione, validi solo se si trova entro mille anni luce da noi – questa stella di neutroni non appartiene al piano galattico. L’analisi di nuovi dati ottenuti con lo strumento Nicer (Neutron star Interior Composition Explorer) a bordo della Stazione spaziale internazionale ha fatto luce su questo aspetto, svelando che Calvera si trova a una distanza molto maggiore rispetto alle magnifiche sette. I risultati dello studio, guidato da ricercatori e ricercatrici dell’Istituto Nazionale di Astrofisica e dell’Università di Padova, sono in corso di pubblicazione su The Astrophysical Journal.

«Usando un modello di emissione termica appositamente calcolato per Calvera, e che tiene conto delle variazioni di temperatura causate dal campo magnetico, siamo riusciti a riprodurre con precisione sia gli spettri che i profili di pulsazione misurati con Nicer, uno strumento ottimizzato proprio per studiare l’emissione X delle stelle di neutroni», dice Michela Rigoselli, ricercatrice Inaf a Milano e co-autrice del nuovo studio.

«Grazie al nostro modello di atmosfera, più realistico di quelli applicati in precedenza, abbiamo anche potuto ricavare che Calvera si trova ad un distanza di almeno diecimila anni luce», aggiunge il co-autore Roberto Taverna dell’Università di Padova.

Le stelle di neutroni hanno origine nelle esplosioni di supernova al termine del ciclo vitale di stelle più massicce del Sole, la maggior parte delle quali si trova nel piano galattico. La posizione di Calvera in cielo, insieme alla sua grande distanza, indicano invece che la stella di neutroni appartiene all’alone della Via Lattea. Eppure è giovane: per allontanarsi così tanto dal piano galattico durante i suoi trecentomila anni di vita dovrebbe aver viaggiato nello spazio a una velocità di quasi 7000 km/s, molto maggiore di quanto osservato in tutte le altre stelle di neutroni, ma non ci sono prove al riguardo.

Secondo gli autori, questa peculiare stella di neutroni sarebbe nata proprio nell’alone galattico, non lontano dalla sua posizione attuale. Potrebbe aver avuto origine dall’esplosione di una delle cosiddette massive runaway stars, stelle massicce con velocità elevate che sfuggono dal disco della nostra galassia e si trovano nell’alone.

«Un’altra possibilità ancora più intrigante è che Calvera si sia formata da una stella molto vecchia dell’alone Galattico: ad esempio nel collasso gravitazionale di una nana bianca causato dall’accrescimento di materia da una stella compagna», afferma Sandro Mereghetti, ricercatore Inaf a Milano e primo autore della ricerca. Questo meccanismo di formazione è previsto dai modelli teorici, ma è difficile dimostrare che una stella di neutroni sia nata in questo modo: Calvera potrebbe essere il primo esempio osservativo a supporto di questa teoria.

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