Un gruppo di ricerca a guida italiana ha scoperto la pulsar più distante e luminosa mai osservata: emette in un secondo la stessa quantità di energia prodotta dal Sole in tre anni e mezzo. Le sue proprietà sono talmente estreme da non essere spiegabili con i modelli teorici attuali, suggerendo una configurazione più complessa del suo campo magneticodi Matteo Serra
Un team internazionale di ricercatori guidato da GianLuca Israel, dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), ha scoperto una pulsar con caratteristiche estreme: è la più distante e la più luminosa mai osservata, e la sua esistenza costringerà gli scienziati a ripensare i modelli teorici che descrivono il funzionamento di questi corpi celesti. La ricerca è stata pubblicata su "Science".
Le pulsar sono stelle di neutroni in rapida rotazione che emettono fasci di radiazione elettromagnetica: a causa della grande regolarità del periodo di rotazione, l'emissione di questi fasci appare a un osservatore esterno come una pulsazione a intervalli regolari.
NGC 5907 ULX , la pulsar scoperta in questo studio - osservata dai telescopi X-ray Multi-Mirror Mission (XMM-Newton) dell'ESA e Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) della NASA - si trova nella galassia a spirale NGC 5907 e ha proprietà molto particolari.
"Anzitutto si tratta della pulsar più lontana tra quelle osservate finora: la sua luce impiega 50 milioni di anni prima di arrivare sulla Terra", sottolinea Israel. "Inoltre, è anche la pulsar più luminosa che conosciamo, tanto che riesce a emettere in un secondo la stessa quantità di energia emessa dal Sole in tre anni e mezzo".
Non solo: la stella di neutroni sta aumentando la propria massa a spese di una stella compagna (un processo noto come accrescimento, che comporta l'emissione di raggi X) a un ritmo sorprendente. Lo dimostra la variazione consistente del periodo di rotazione della pulsar, passato da 1,43 a 1,13 secondi nel giro di undici anni (l'aumento della massa provoca infatti un'accelerazione nella rotazione della pulsar).
"Può sembrare una variazione piccola, ma non lo è in termini percentuali: per capirci, se applicassimo lo stesso tasso di variazione al periodo di rotazione terrestre, la durata del giorno si accorcerebbe di ben cinque ore in undici anni", spiega ancora Israel.
L'immagine mostra l'emissione nei raggi X (in blu) della pulsar NGC 5907 ULX, sovrapposta a osservazioni nella banda visibile. La pulsar si trova nella galassia a spirale NGC 5907. Crediti: ESA/XXM-Newton, NASA/Chandra & Sloan Ma il vero rompicapo è spiegare l'estrema luminosità di NGC 5907 ULX.
Sorgenti così luminose (dette ultraluminous X-ray sources) in teoria non potrebbero essere stelle di neutroni, la cui massa non può superare le 1,5 masse solari, ma buchi neri massicci, dotati di masse estremamente più grandi (tra cento e mille volte quella del Sole).
"Sulla base dei modelli attuali una pulsar con queste caratteristiche non dovrebbe essere osservabile, perché ha una luminosità 1000 volte superiore al limite massimo permesso per un oggetto di questa massa", riprende Israel. "Ciò significa che i modelli di accrescimento che utilizziamo vanno rivisti".
Nello studio, gli autori hanno proposto una possibile spiegazione, che coinvolge il campo magnetico della pulsar. "La nostra idea è che il campo magnetico in prossimità della superficie della stella di neutroni abbia una configurazione più complessa di quanto sia stato considerato finora: questa ipotesi giustificherebbe sia il valore osservato di luminosità sia il fatto che la materia continui ad accrescere".
