C’è un buco nel sistema binario “Rapid Burster”



Svelato, grazie ai telescopi NuSTAR, XMM-Newton e Swift, il mistero della rapida, intensa e discontinua emissione di raggi X del sistema binario ‘Rapid Burster’. Tutta colpa di un intervallo all’interno del suo disco di accrescimento.


Una stella di neutroni cannibalizza la sua compagna, un astro di massa ridotta, strappandole via sempre più gas. Questo materiale rubato spiraleggia verso il centro della stella cannibale, andando a ingrossare un disco di accrescimento tutt’intorno ad essa. Il fenomeno produce raggi X, ma in un modo molto irregolare.

È un sistema binario molto particolare quello finito sotto la speciale lente dei telescopi spaziali NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) e Swift della NASA, e XMM-Newton (X-ray Multi Mirror satellite) dell’ESA.

A svelarne i misteri uno studio dell’Anton Pannekoek Institute for Astronomy di Amsterdam, pubblicato sui Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Protagonista è il sistema binario ‘MXB 1730-335’, più conosciuto con l’appellativo di ‘Rapid Burster’, per la sua capacità di emettere, letteralmente, rapidi, intensi e discontinui lampi di raggi X. Un comportamento insolito per questi particolari oggetti cosmici. Si conosce, infatti, solo un altro sistema binario con caratteristiche analoghe.

Da quando questa sorgente fu scoperta negli Anni ’70, gli astronomi si sono interrogati sulle ragioni di questa insolita emissione di radiazione X, così irregolare. Hanno, quindi, cercato di capire cosa accade intorno alla stella di neutroni durante questo fenomeno, che sprigiona enormi quantità di energia.

È il campo magnetico della stella di neutroni, un miliardo di volte più forte di quello terrestre, che regola e sovrintende al processo. Grazie alle osservazioni effettuate con i telescopi a raggi X, gli studiosi hanno, infatti, scoperto che, poco prima dell’emissione, il campo magnetico è come se tenesse a bada il gas, in prevalenza idrogeno, che fluisce via dalla stella compagna. Impedendo a questo materiale di avvicinarsi troppo e di superare una certa soglia all’interno del disco di accrescimento.

Come illustrato in una ricostruzione artistica (in foto), in questa fase solo una minima quantità di gas riesce a raggiungere la vorace stella di neutroni. Si forma, cioè, una sorta di gap tra la stella di neutroni e il margine del disco. Un intervallo di circa 90 km, nove volte più largo del diametro della stessa stella di neutroni.

Man mano che il gas si accumula nei pressi di queste colonne d’Ercole del disco di accrescimento, ruota sempre più rapidamente, fino a raggiungere la velocità di rotazione del campo magnetico della stella di neutroni. È in questa fase che raggiunge tutto insieme la superficie della densa stella al centro del disco, producendo così l’intenso e improvviso flash a raggi X che contraddistingue questo sistema binario.

“È come se lanciassimo qualcosa verso una giostra che ruota molto rapidamente: rimbalzerebbe via. A meno che – spiega Jakob van den Eijnden, primo firmatario dello studio -, non venga scagliata alla medesima velocità della macchina”.


Lanciato nel giugno 2012, NuSTAR è una missione guidata dal California Institute of Technology e gestita dal Jet Propulsion Laboratory della NASA, entrambi con sede a Pasadena, in California. L’ASI, partner della NASA assieme alla Danish Technical University, contribuisce alla missione fornendo la propria stazione di terra di Malindi, in Kenya, il software di riduzione dei dati scientifici sviluppato presso l’ASDC (ASI Science Data Center) e il supporto tecnico e scientifico di un team di ricercatori italiani.

Anche nella realizzazione di XMM-Newton, lanciato nel dicembre 1999, è importante il ruolo italiano. Made in Italy sono, infatti, i suoi tre specchi e uno dei tre strumenti scientifici del satellite, l’European Photon Imaging Camera (EPIC).

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