Un team internazionale di astronomi ha trovato un oggetto nuovo e sconosciuto nella Via Lattea, più pesante del più pesante stelle di neutroni conosciuti e contemporaneamente più leggeri dei buchi neri più leggeri conosciuti.
Rappresentazione artistica del sistema presupponendo che la stella compagna massiccia sia un buco nero. La stella di fondo più luminosa è la sua compagna orbitale, la radio pulsar PSR J0514-4002E. Le due stelle sono separate da 8 milioni di km e si circondano ogni 7 giorni. Credito immagine: Università di Manchester
Usando il Radiotelescopio MeerKATastronomi di numerose istituzioni tra cui L’Università di Manchester e il Istituto Max Planck per la radioastronomia in Germania hanno trovato un oggetto in orbita attorno a una pulsar millisecondo in rapida rotazione situato a circa 40.000 anni luce di distanza in un denso gruppo di stelle noto come ammasso globulare.
Utilizzando i ticchettii simili a un orologio della pulsar millisecondo hanno dimostrato che l’oggetto massiccio si trova nel cosiddetto gap di massa del buco nero.
Potrebbe essere la prima scoperta della tanto ambita radio pulsar – sistema binario buco nero; un accoppiamento stellare che potrebbe consentire nuovi test della relatività generale di Einstein e aprire le porte allo studio dei buchi neri.
I risultati sono pubblicati oggi sulla rivista Scienza.
Quando una stella di neutroni – i resti ultra-densi di una stella morta – acquisisce troppa massa, di solito consumandosi o scontrandosi con un’altra stella, collasserà. Ciò che diventeranno dopo il collasso è oggetto di molte speculazioni, ma si ritiene che potrebbero diventare buchi neri, oggetti così attrattivi dal punto di vista gravitazionale che nemmeno la luce può sfuggirgli.
Gli astronomi ritengono che la massa totale necessaria affinché una stella di neutroni collassi sia 2,2 volte la massa del Sole. La teoria, supportata dall’osservazione, ci dice che i buchi neri più leggeri creati da queste stelle sono molto più grandi, circa cinque volte più massicci del Sole, dando origine a quello che è noto come “gap di massa del buco nero”.
La natura degli oggetti compatti in questo gap di massa è sconosciuta e lo studio dettagliato si è finora rivelato impegnativo. La scoperta dell’oggetto può aiutare finalmente a comprendere questi oggetti.
Il professor Stappersha aggiunto: “La capacità del telescopio estremamente sensibile MeerKAT di rivelare e studiare questi oggetti rappresenta un grande passo avanti e ci fornisce un’idea di ciò che sarà possibile con lo Square Kilometer Array”.
Il team ha utilizzato il sensibile radiotelescopio MeerKAT, situato nel semideserto del Karoo in Sud Africa. supponendo che la stella compagna massiccia sia un buco nero. La stella di fondo più luminosa è la sua compagna orbitale, la radio pulsar PSR J0514-4002E. Le due stelle sono separate da 8 milioni di km e si circondano ogni 7 giorni. Credito immagine: MeerKAT
La scoperta dell’oggetto è stata fatta osservando un grande ammasso di stelle noto come NGC 1851 situato nella costellazione meridionale della Colombaia, utilizzando il telescopio MeerKAT.
L’ammasso globulare NGC 1851 è un denso insieme di vecchie stelle molto più fitte rispetto alle stelle del resto della Galassia. Qui è così affollato che le stelle possono interagire tra loro, sconvolgendo le orbite e nei casi più estremi scontrandosi.
Gli astronomi, parte dell’internazionale Transitori e pulsar con MeerKAT (TRAPUM) collaborazione, ritengono che sia stata una collisione tra due stelle di neutroni a creare l’enorme oggetto che ora orbita attorno alla radio pulsar.
Il team è stato in grado di rilevare deboli impulsi provenienti da una delle stelle, identificandola come una radio pulsar, un tipo di stella di neutroni che ruota rapidamente e irradia raggi di luce radio nell’Universo come un faro cosmico.
La pulsar gira più di 170 volte al secondo, e ogni rotazione produce un impulso ritmico, come il ticchettio di un orologio. Il ticchettio di questi impulsi è incredibilmente regolare e osservando come cambiano i tempi dei ticchettii, utilizzando una tecnica chiamata pulsar timing, sono stati in grado di effettuare misurazioni estremamente precise del suo movimento orbitale.
La tempistica regolare ha permesso anche una misurazione molto precisa della posizione del sistema, dimostrando che l’oggetto in orbita con la pulsar non era una stella normale ma un residuo estremamente denso di una stella collassata. Le osservazioni hanno anche mostrato che la compagna ha una massa che era allo stesso tempo più grande di quella di qualsiasi stella di neutroni conosciuta e allo stesso tempo più piccola di quella di qualsiasi buco nero conosciuto, collocandola esattamente nel gap di massa del buco nero.
Anche se il team non può dire con certezza se ha scoperto la stella di neutroni più massiccia conosciuta, il buco nero più leggero conosciuto o addirittura qualche nuova variante stellare esotica, quello che è certo è che hanno scoperto un laboratorio unico per sondare le proprietà della materia nelle condizioni più condizioni estreme dell’Universo.
Arunima Dutta conclude: “Non abbiamo ancora finito con questo sistema.
“Scoprire la vera natura della compagna rappresenterà un punto di svolta nella nostra comprensione delle stelle di neutroni, dei buchi neri e di qualsiasi altra cosa possa nascondersi nel gap di massa del buco nero”.
Fonte: Università di Manchester
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