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Trottole galattiche in 47 Tucanae


Un gruppo di astronomi ha analizzato un ammasso globulare come ‘culla’ delle pulsar millisecondo, le stelle di neutroni più rapide che esistano, elaborando una nuova ipotesi sulla loro nascita.


Immaginate una trottola capace di ruotare su se stessa più di 600 volte al secondo. Avete appena pensato a una pulsar millisecondo, la categoria di oggetti più veloci del cosmo.

Uno studio coordinato dal Max Planck Institute e pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  fornisce ora una nuova interpretazione sulle condizioni ambientali che favoriscono la nascita di queste trottole galattiche.

Ma facciamo prima un passo indietro. Il nome delle pulsar millisecondo deriva dal periodo di rotazione, compreso tra 1 e 10 millisecondi, e la loro ‘famiglia’ di appartenenza è quella delle stelle di neutroni.

Una stella di neutroni è il risultato di un’esplosione in supernova di una stella con una massa pari a circa dieci volte il Sole, e corrisponde a sua volta a una o più masse solari. Il suo diametro invece è più piccolo, solo qualche decina di chilometri, e l’alta densità ne favorisce di conseguenza lo spin vorticoso.

Alcune di queste stelle di neutroni hanno associato un campo magnetico: si tratta delle pulsar, le cui particelle elettricamente cariche emettono una fortissima luminosità.

Tra le pulsar, infine, ve ne sono alcune dal campo magnetico particolarmente forte, in grado di ‘catturare’ materiale da una stella compagna e ruotare così ancora più velocemente: eccoci arrivati alle nostre pulsar millisecondo, le trottole galattiche più rapide che esistano.

Ad oggi ci sono circa 3.000 pulsar millisecondo conosciute, e di queste circa il 5% si trova in ammassi globulari – gruppi sferici che contengono milioni di stelle gravitazionalmente legate tra loro.

Questo ambiente affollato fornisce la condizione ideale per la formazione di sistemi binari di stelle, e di conseguenza circa l’80% delle pulsar contenute negli ammassi globulari sono pulsar millisecondo.

È il caso dell’ammasso 47 Tucanae (o semplicemente ‘47 Tuc’), che ne contiene 25 e costituisce un ottimo esempio di ‘culla’ di pulsar millisecondo.

Il nuovo studio del Max Planck riguarda proprio questo ambiente galattico: analizzando 47 Tuc gli astronomi sono riusciti a isolare 4 sistemi binari di pulsar millisecondo dai parametri orbitali sconosciuti.

Le orbite sono l’elemento chiave per comprendere l’origine e l’evoluzione delle pulsar, così come le loro variazioni di massa e gli indici di accelerazione.

Utilizzando i dati da 519 osservazioni radio di 47 Tuc nel corso di 16 anni, i ricercatori hanno dedotto che i 4 sistemi di pulsar millisecondo si sono probabilmente formati da un incontro tra una stella di neutroni e un altro sistema binario di stelle.

Un doppio atto ‘cannibalismo’, quindi, che ha permesso alla stella di neutroni iniziale di accrescersi al punto da diventare una delle più veloci trottole del cielo.

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