Telescopi a raggi X della NASA svelano gli “scheletri” di una struttura spaziale a forma di mano
Telescopi a raggi X della NASA svelano gli “scheletri” di una struttura spaziale a forma di manoIntroduzione
Le osservazioni dei telescopi a raggi X della NASA hanno rivelato le strutture magnetiche, simili a “ossa”, di una struttura spaziale a forma di mano. Questa scoperta offre preziose informazioni sul comportamento delle stelle morte e dei potenti campi magnetici che le circondano.
Nel 1895, Wilhelm Röntgen scoprì i raggi X e li utilizzò per visualizzare le ossa della mano di sua moglie, dando il via a un rivoluzionario strumento diagnostico per la medicina. Ora, due dei telescopi spaziali a raggi X della NASA hanno unito le loro capacità di imaging per svelare le ”ossa” magnetiche di una straordinaria struttura a forma di mano nello spazio. Questi telescopi mostrano il comportamento di una stella collassata morta che continua a esistere attraverso getti di particelle di materia ed antimateria energizzate.
La trasformazione di una stella
La formazione di una stella di neutroni
Circa 1500 anni fa, una stella gigante della nostra galassia esaurì il carburante nucleare da bruciare. Quando ciò accadde, la stella collassò su se stessa e formò un oggetto estremamente denso chiamato stella di neutroni.
Le stelle di neutroni in rotazione con forti campi magnetici, o pulsar, forniscono laboratori per la fisica estrema, con condizioni che non possono essere replicate sulla Terra. Le giovani pulsar possono creare getti di materia ed antimateria che si allontanano dai poli della pulsar, insieme a un vento intenso, formando una “nebulosa del vento della pulsar”.
La somiglianza della nebulosa
Nel 2001, l’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA osservò per la prima volta la pulsar PSR B1509-58 e rivelò che la sua nebulosa del vento della pulsar (nota come MSH 15-52) assomiglia a una mano umana. La pulsar si trova alla base della “palma” della nebulosa. MSH 15-52 si trova a 16.000 anni luce dalla Terra.
Le profonde osservazioni di IXPE
Ora, il più recente telescopio a raggi X della NASA, l’Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), ha osservato MSH 15-52 per circa 17 giorni, il periodo più lungo in cui ha osservato un singolo oggetto da quando è stato lanciato nel dicembre 2021.
“I dati di IXPE ci forniscono la prima mappa del campo magnetico nella ‘mano’”, ha dichiarato Roger Romani della Stanford University in California, che ha guidato lo studio. ”Le particelle caricate che producono i raggi X viaggiano lungo il campo magnetico, determinando la forma di base della nebulosa, come fanno le ossa in una mano umana”.
Le intuizioni sulla polarizzazione dei raggi X
Il comportamento dei campi magnetici e delle particelle
IXPE fornisce informazioni sull’orientamento del campo elettrico dei raggi X, determinato dal campo magnetico della sorgente di raggi X. Questo è chiamato polarizzazione dei raggi X. In grandi regioni di MSH 15-52, l’ammontare di polarizzazione è notevolmente alto, raggiungendo il livello massimo previsto dai lavori teorici. Per raggiungere quella forza, il campo magnetico deve essere molto dritto e uniforme, il che significa che c’è poca turbolenza in quelle regioni della nebulosa del vento della pulsar.
“Siamo tutti familiari con i raggi X come strumento diagnostico medico per gli esseri umani”, ha detto l’autrice Josephine Wong, anch’essa di Stanford. “Qui stiamo utilizzando i raggi X in un modo diverso, ma stanno ancora rivelando informazioni che altrimenti ci sarebbero nascoste”.
Ulteriori scoperte e collaborazioni
IXPE ha anche rilevato campi magnetici simili per le nebulose del vento delle pulsar Vela e Crab, il che implica che potrebbero essere sorprendentemente comuni in questi oggetti.
Questi risultati sono pubblicati in un nuovo articolo su The Astrophysical Journal.
IXPE è una collaborazione tra la NASA e l’Agenzia Spaziale Italiana con partner e collaboratori scientifici in 12 paesi. IXPE è guidato da Marshall. Ball Aerospace, con sede a Broomfield, Colorado, gestisce le operazioni spaziali insieme al Laboratory for Atmospheric and Space Physics dell’Università del Colorado a Boulder.
Il Marshall Space Flight Center della NASA gestisce il programma Chandra. Il Chandra X-ray Center dell’Osservatorio Astrofisico Smithsonian controlla le operazioni scientifiche da Cambridge, Massachusetts, e le operazioni di volo da Burlington, Massachusetts.