Esplosioni termonucleari e getti di materia stellare: scoperta una connessione
Un gruppo di ricercatori internazionali, guidati dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), ha fatto una scoperta rivoluzionaria riguardo alle stelle di neutroni, i resti di stelle massicce che hanno terminato il loro ciclo vitale con un’esplosione di supernova. Questi corpi celesti, noti anche come “oggetti compatti” per la loro enorme massa concentrata in un volume ridotto, possono esistere in solitudine o formare sistemi binari a raggi X, in cui una stella di neutroni attrae materia da una stella compagna.
Durante il processo di accrescimento, la materia accumulata sulla superficie della stella di neutroni può innescare esplosioni termonucleari di raggi X, simili a quelle delle bombe a idrogeno, che producono lampi luminosi di breve durata, noti come “burst” di tipo I. Queste esplosioni non solo consumano la materia, ma ne espellono anche una parte sotto forma di getti collimati di materia, osservabili nella banda radio dello spettro elettromagnetico.
I getti, lanciati sia da sistemi binari con stelle di neutroni che con buchi neri, sono oggetto di studio da decenni, ma molte domande rimangono aperte, come il loro meccanismo di lancio e la velocità con cui vengono emessi. Ora, grazie a osservazioni simultanee in banda radio e X, il team di ricercatori ha scoperto una connessione tra le esplosioni termonucleari e i getti, e ha misurato per la prima volta la velocità di un getto, fornendo nuove informazioni sul loro meccanismo di lancio.
Thomas Russell, ricercatore all’Inaf di Palermo e primo autore dello studio, sottolinea l’importanza di comprendere come vengono lanciati i getti, poiché possono influenzare la formazione stellare rilasciando enormi quantità di energia nell’ambiente circostante. Le stelle di neutroni oggetto dello studio, 4U 1728-34 e 4U 1636-536, mostrano frequenti esplosioni di raggi X di tipo I. Le osservazioni in banda X sono state condotte con il satellite Integral dell’Esa, mentre quelle in banda radio con l’Australia Telescope Compact Array (Atca), gestito dall’Agenzia scientifica nazionale australiana (Csiro).
I ricercatori hanno osservato aumenti della luminosità radio, chiamati “flare”, pochi minuti dopo ogni esplosione termonucleare, indicando una stretta correlazione tra le esplosioni e l’evoluzione dei getti. Erik Kuulkers, co-autore dello studio, evidenzia l’impatto drammatico dei “burst” sulla luminosità dei getti, che aumenta con l’aggiunta di ulteriore materia.
La velocità dei getti del sistema binario 4U 1728-34 è stata misurata attraverso osservazioni a due diverse frequenze radio, risultando pari a 0,38 c, ovvero un terzo della velocità della luce. Questa scoperta offre un nuovo metodo per comprendere il meccanismo di lancio dei getti, che potrebbe essere basato sulla rotazione della stella di neutroni o del suo disco di accrescimento.
In conclusione, la scoperta dell’influenza dei “burst” di raggi X di tipo I sull’evoluzione dei getti e la determinazione della loro velocità aprono la strada a ulteriori studi per comprendere il meccanismo di lancio di questi deflussi di materia ed energia. Con oltre 120 stelle di neutroni nella nostra galassia che producono esplosioni di raggi X di tipo I, i ricercatori potranno confrontare la velocità dei getti con le proprietà del sistema binario per determinare il meccanismo alla base del loro lancio.