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Tre satelliti per scoprire una timida stella
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Figura 1
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Un team internazionale di scienziati ha scoperto una rara stella di neutroni,
così elusiva da essere necessari tre satelliti per identificarla. La
scoperta mette in evidenza la natura complementare dei satelliti europei e
statunitensi per gettare nuova luce sui processi di nascita e morte delle
stelle nella nostra Galassia.
La stella di neutroni, cenere incredibilmente densa dell'esplosione di
una stella, è stata vista per la prima volta dal satellite INTEGRAL
dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA). La stella di neutroni si trova in un
luogo doppiamente nascosto, dicono gli scienziati: è in uno dei bracci a
spirale della nostra Galassia, oscurata dalla polvere, ed è sepolta in un
sistema stellare doppio avvolta da denso gas.
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Figura 2
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Gli scienziati non hanno potuto decifrare immediatamente la natura di questo
oggetto, quindi per osservarlo a diverse lunghezze d'onda hanno chiesto
l'appoggio dei satelliti della NASA Rossi X-ray Timing Explorer e Swift,
quest'ultimo recentemente lanciato.
"I bracci a spirale della nostra Galassia contengono un'enorme quantità di
stelle di neutroni, buchi neri ed altri oggetti esotici" ha detto il Dott.
Volker Beckmann del NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland,
leader della collaborazione che ha portato alla stesura di un articolo che
apparirà sull'Astrophysical Journal. "Il problema è che nei bracci a
spirale la quantità di polvere è tale da rendere difficile poterci
guardare attraverso. Tuttavia la combinazione di telescopi X e gamma può
rivelare cosa vi è nascosto. E ciò fornisce nuovi indizi sul reale tasso di
formazione stellare nella nostra Galassia".
Le stelle di neutroni sono i resti di nuclei di supernovae, stelle esplose
la cui massa in origine era dieci volte maggiore di quella del Sole. Le
stelle di neutroni possiedono invece una massa paragonabile a quella del
Sole, ma concentrata in una sfera di soli 10 km di raggio.
Il soggetto del presente comunicato è una stella di neutroni chiamata
IGR J16283-4838 posta in direzione del braccio a spirale Norma, a circa
20000 anni luce dalla Terra. IGR J16283-4838 è il settimo membro ad essere
identificato della classe di stelle di neutroni "altamente assorbite" o nascoste.
Le stelle di neutroni, originandosi da stelle massive che bruciano rapidamente,
sono intrinsecamente vincolate al tasso di formazione stellare. Sono inoltre fari
estremamente energetici in una regione troppo densa di polvere per poter essere
studiata in dettaglio in altro modo. Con la scoperta di un numero sempre maggiore
di stelle come IGR J16283-4838, nuovi particolari cominciano ad emergere riguardo
a quanto succede nei bracci a spirale della nostra Galassia, ha detto il Dott.
Beckmann.
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Figura 3
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IGR J16283-4838 si è manifestata durante un'esplosione sulla sua superficie
o vicino ad essa. Le stelle di neutroni come IGR J16283-4838 sono
spesso membri di un sistema binario, orbitanti intorno ad una stella normale.
Occasionalmente, il gas proveniente dalla stella normale, attirato dalla
forza di gravità, impatta sulla superficie della stella di neutroni
rilasciando un'enorme quantità di energia. Esplosioni di questo tipo
possono durare per settimane prima che il sistema ritorni allo stato
quiescente per mesi o anni.
Ciascuno dei satelliti INTEGRAL, Rossi Explorer e Swift rivela raggi X e
gamma di gran lunga più energetici della luce visibile a cui i
nostri occhi sono sensibili. Inoltre ognuno di questi satelliti ha differenti
capacità. INTEGRAL ha un grande campo di vista che gli permette di scrutare
la Via Lattea in cerca di fenomeni legati a stelle di neutroni e buchi neri.
Swift possiede un telescopio X ad alta risoluzione spaziale che ha permesso
agli scienziati di puntare IGR J16283-4838. Rossi Explorer ha uno
spettrometro per misure temporali ad alta risoluzione utilizzato per
indagare proprietà della luce proveniente da una sorgente quali ad esempio
velocità e rapide variazioni dell'ordine di un millesimo di secondo.
I bracci a spirale della nostra Galassia bloccano la luce visibile
impedendole di raggiungerci, ma non i raggi X e gamma.
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Simona Soldi, studentessa di dottorato all'INTEGRAL Science Data Centre a
Ginevra, ha scoperto la nuova brillante sorgente con INTEGRAL il 7
aprile 2005. "Siamo sempre a caccia di nuove sorgenti" ha detto.
"è eccitante quando scopriamo qualcosa di così elusivo. Quante altre stelle
come questa ci sono là fuori?".
A causa della difficoltà nel focalizzare i raggi gamma in un'immagine nitida,
questo gruppo di scienziati ha utilizzato il telescopio X a bordo di
Swift, il 13 e 15 aprile, per determinare la precisa posizione della sorgente.
Swift ha confermato che la luce era "altamente assorbita", il che significa
che il sistema binario era riempito dal denso gas proveniente dal vento
stellare della stella compagna.
A partire dal 14 aprile, gli scienziati hanno usato Rossi Explorer per
osservare la sorgente mentre si affievoliva. Questa osservazione ha rivelato
la familiare firma di un'emissione proveniente da una "high-mass X-ray
binary" con una stella di neutroni, ossia un sistema binario X formato da una
stella normale di grande massa e da una stella di neutroni.
"Pezzo per pezzo abbiamo risolto questo enigma," ha detto il Dott. Jamie
Kennea del team di Swift a Penn State. "Swift è stato costruito
principalmente per rivelare gamma-ray bursts (lampi di raggi gamma), quindi
è stato emozionante utilizzarlo per qualcosa di piuttosto diverso, come
scoprire una stella di neutroni".
INTEGRAL, International Gamma Ray Astrophysics Laboratory, è stato lanciato
nel 2002. Rossi Explorer e Swift sono stati lanciati rispettivamente
nel 1995 e 2004.
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