La stella di neutroni più lenta in assoluto si trova nel cimitero cosmico

Un insolito segnale radio pulsante che emerge da un "cimitero stellare" potrebbe essere la prova di una nuova classe di stelle di neutroni, secondo un team internazionale di scienziati. Il segnale della pulsar proviene da una stella di neutroni di 53 milioni di anni che ruota una volta ogni 76 s, rendendola la stella di neutroni a rotazione più lenta mai osservata. La stella è stata designata PSR J0901-4046 ed è stata trovata dal MeerKAT radiotelescopio in Sud Africa.

Una stella di neutroni è un oggetto con una massa simile al Sole, ma è stato schiacciato dalla gravità fino a un diametro di circa 20 km. Il momento angolare si conserva mentre la stella viene compressa, il che significa che la velocità di rotazione della stella aumenta, proprio come una pattinatrice artistica che gira accelera quando tira dentro le braccia.

È noto che le stelle di neutroni rotanti trasmettono fasci di onde radio che appaiono come impulsi agli osservatori sulla Terra. Il processo di emissione radio è guidato dalla rotazione della stella e questo trasferimento di energia alla fine rallenta la rotazione fino al punto in cui ci si aspetta che le emissioni si interrompano.

Pulsazioni inaspettate

“Ciò che sorprende di questa scoperta è che risiede nel cimitero delle stelle di neutroni. Questo lo rende speciale”, spiega Manisha Caleb presso l'Università di Sydney, che è stato ricercatore capo del progetto. “Non ci aspettiamo pulsazioni radio in questa regione. Questa scoperta ha aperto un'intera regione inesplorata in cui non avevamo cercato stelle di neutroni prima.

"Questa è la stella di neutroni più lenta mai conosciuta", aggiunge Caleb, che è l'autore principale di un articolo Astronomia naturale  che descrive la scoperta. "Il fatto stesso che emetta onde radio sfida la nostra comprensione di come invecchiano le stelle di neutroni".

La stella di neutroni più lenta individuata in precedenza ha un periodo di 23.5 s, il che significa che questa nuova scoperta è circa tre volte più lenta. PSR J0901–4046 sembra avere almeno sette diversi tipi di impulsi, alcuni dei quali sono fortemente periodici. Questa diversità di tipi di impulsi è qualcosa che i ricercatori affermano non è mai stato visto prima.

Impulsi quasiperiodici

“Nessun'altra stella di neutroni conosciuta mostra questa varietà. Il tipo di impulso "quasiperiodico" potrebbe essere dovuto a vibrazioni sismiche o oscillazioni della stella di neutroni, che potrebbero essere indizi importanti del meccanismo di emissione che produce questi lampi", afferma Caleb. “Questo è l'inizio di una nuova classe di stelle di neutroni. Come o se si riferisca ad altre classi deve ancora essere esplorato".

Caleb, ex dell'Università di Manchester, spiega che l'osservazione ha comportato più di una piccola fortuna. "Il fatto che la sorgente sia 'attiva' solo per circa lo 0.5% del periodo di rotazione significa che siamo stati molto fortunati che il raggio abbia intersecato la Terra", ha detto. "Potremmo anche perdere un'intera popolazione di questi oggetti che non sapevamo nemmeno esistessero fino ad ora."

"Le pulsar sono stelle di neutroni con fasci di radiazioni che emergono dai loro poli magnetici che attraversano la terra mentre ruotano, consentendo agli astronomi di rilevarle come una serie di impulsi regolari", coautore del Astronomia naturale carta e astrofisico dell'Università di Oxford, Ian Heywood, Ha detto Mondo della fisica. "Possiamo utilizzare i radiotelescopi per cronometrare la rotazione di tali stelle di neutroni con estrema precisione, rendendo le pulsar risorse estremamente fortuite per testare numerosi aspetti dell'astrofisica e della fisica fondamentale".

Fortuito e fondamentale

Heywood aggiunge che due delle cose fondamentali che i ricercatori possono osservare sulle stelle di neutroni sono la velocità della loro rotazione e la velocità con cui questa rotazione sta rallentando.

"Le teorie sulle stelle di neutroni prevedono che per alcune combinazioni di questi due valori l'emissione radio si interromperà e i fasci scompariranno", afferma. "Il fatto che vediamo le emissioni radio di questo oggetto con un periodo di rotazione così lungo mette in discussione alcune di queste teorie".

Heywood sottolinea che i valori della velocità di rotazione e rallentamento del PSR J0901–4046, tecnicamente indicato come spazio dei parametri, lo segnalano come qualcosa di nuovo.

"Diverse classi di stelle di neutroni pulsanti occupano regioni abbastanza distinte dello spazio dei parametri e questa scoperta sta spingendo verso regioni che non contengono alcuna classe nota di stelle di neutroni", spiega Heywood. “Forse non è una nuova classe di stelle di neutroni, ma piuttosto la nostra comprensione dell'attuale popolazione conosciuta è incompleta. Ad ogni modo, questa scoperta mette in dubbio la nostra comprensione di questo tipo di oggetto".

I ricercatori affermano che sfruttando appieno i dati di MeerKAT e combinando le tecniche di osservazione dei progetti MeerTRAP e ThunderKAT del telescopio, sperano di cercare più oggetti come PSR J0901–4046.

"Trovare più di queste stelle di neutroni potrebbe rivelarsi vitale per la nostra comprensione della popolazione galattica di stelle di neutroni", conclude Caleb.