Rappresentazione artistica di un sistema "ragno", in cui una stella in orbita inizia a eclissare la pulsar sua compagna. Quest'ultima emette fasci di luce a più lunghezze d'onda che riscaldano il lato frontale della stella, soffiando via materiale ed erodendo la compagna. Credits: NASA/Sonoma State University, Aurore Simonnet
Alcuni particolari sistemi stellari sono detti sistemi “ragno”. Contengono una pulsar, un resto superdenso e in rapida rotazione di una stella esplosa in una supernova, che sta lentamente erodendo la sua compagna.
Utilizzando il telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA, i ricercatori hanno scoperto le prime eclissi di raggi gamma in sette diversi sistemi ragno. Questo tipo di eclissi si verificano quando la stella compagna, di piccola massa, si frappone fra la pulsar e il telescopio.
I dati di Fermi hanno permesso di calcolare l’inclinazione di questi particolari sistemi rispetto alla nostra line-of-sight, o linea di vista. Uno degli obiettivi più importanti degli scienziati, nello studiare questi particolari sistemi stellari, è quello di cercare di misurare la massa delle pulsar. Esse infatti sono ambienti estremi, costituite da materia ad altissima densità che ne limita la fisica all’interno.
I sistemi ragno si sviluppano quando una stella in un sistema binario si evolve molto più rapidamente della sua compagna. Quando questa, che nel frattempo è molto più massiccia, esplode in supernova, lascia dietro di sé una pulsar. Questo residuo stellare emette fasci di luce a più lunghezze d’onda, compresi i raggi gamma molto energetici. A causa della rapida rotazione della stella, noi (o i nostri telescopi) visualizziamo i fasci di radiazione come impulsi molto regolari.
All’inizio, una pulsar “ragno” si nutre della compagna stellare risucchiando gas dai suoi strati più esterni. Durante l’evoluzione del sistema, l’alimentazione della pulsar si interrompe quando la sua rotazione si fa talmente rapida da generare dei deflussi di radiazione ad alta energia, che surriscaldano il lato rivolto verso la compagna e lo erodono. A questo punto:
I raggi gamma generati dalla pulsar nei sistemi ragno hanno così tanta energia da viaggiare in linea retta, senza essere influenzati dai detriti stellari della compagna che viene erosa. Questo significa che quando il segnale di radiazione gamma scompare dal set di dati riguardante un sistema ragno, è possibile dedurre che è avvenuta un’eclissi da parte della compagna.
A partire da questa considerazione, i ricercatori possono calcolare:
Dai dati di Fermi per uno dei sistemi ragno individuati, i ricercatori hanno trovato 15 fotoni di raggi gamma mancanti. La tempistica degli impulsi è così precisa che 15 fotoni mancanti in un decennio di catalogazione sono abbastanza significativi da consentire al team di determinare che il sistema si stava eclissando. Hanno quindi calcolato che la stella di piccola massa è inclinata di 84 gradi rispetto a noi, e che la pulsar pesa solo 1,8 volte il Sole.
Lo studio, pubblicato su Nature Astronomy, è disponibile qui.
Astrospace.it è un progetto di divulgazione scientifica portato avanti da un gruppo di giovani fisici e ingegneri con una passione comune per lo spazio. Se ti piace quello che stai leggendo, puoi contribuire alla crescita della piattaforma attraverso il nostro abbonamento. Ai nostri abbonati riserviamo contenuti esclusivi e sempre in aggiornamento.
Entra anche tu in Astrospace.it Orbit.