Scoperta una “stella morta” che ruota a una velocità mostruosa: 716 giri al secondo
Nel cuore dello spazio profondo è stata scoperta una stella di neutroni straordinaria, che ruota su se stessa all'impressionante frequenza di 716 giri al secondo. Ciò non solo la rende uno degli oggetti più veloci mai scoperti, ma anche la pulsar a raggi X più veloce. Basti pensare che, secondo gli astrofisici, il limite teorico al quale potrebbero ruotare le stelle di neutroni è di 730 rotazioni al secondo; 4U 1820-30, questo il nome codificato della protagonista di questa scoperta, è dunque molto prossima a tale soglia.
Ricordiamo che le stelle di neutroni sono di fatto “stelle morte”, ciò che rimante alla fine del ciclo vitale di stelle con una massa di poche decine di masse solari. Quando esplodono in supernova di tipo II ciò che resta è un oggetto estremamente denso e compatto (il diametro è di circa 20 chilometri), caratterizzato da un campo magnetico fortissimo e una velocità di rotazione mostruosa. Quelle con i campi magnetici più potenti vengono chiamate magnetar, mentre le pulsar emettono fasci di onde radio dai poli che possono essere rilevati a intervalli regolari. Ce ne sono alcune che emettono raggi X attraverso violentissime esplosioni termonucleari; è proprio analizzando queste esplosioni che gli scienziati hanno scoperto casualmente l'insolita e affascinante caratteristica di 4U 1820-30.
A condurre lo studio è stato un team di ricerca internazionale guidato da scienziati dell'Università Tecnica della Danimarca, che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi di vari istituti. Tra quelli coinvolti il Dipartimento di Astronomia e Scienze Spaziali dell'Università di Istanbul, la Divisione di Scienze Astrofisiche e Joint Space-Science Institute – Goddard Space Flight Center della NASA, il Massachusetts Institute of Technology (meglio conosciuto come MIT) e molti altri. I ricercatori, coordinati dal professor Gaurava K. Jaisawal, docente presso l'istituto DTU Space dell'ateneo danese, sono giunti alle loro conclusioni mentre analizzavano 4U 1820-30 attraverso il Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) della NASA, un telescopio a raggi X installato sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS).
L'oggetto in questione non è composto da una singola stella, ma è un sistema binario, in cui una stella di neutroni strappa continuamente materiale dalla stella compagna. Questo materiale si accumula e riscalda sulla sua superficie, fino a quando non viene espulso nello spazio circostante con un'esplosione termonucleare dalla potenza inaudita. Tra il 2017 e il 2022 gli scienziati hanno osservato 15 di queste espulsioni termonucleari, di cui una ha mostrato un'oscillazione coerente a 716 Hz. Ciò, secondo gli scienziati, può avere un solo significato: la pulsar sta ruotando con una frequenza di ben 716 rotazioni al secondo. Si tratta di un valore paragonabile a quello di PSR J1748-2446ad, che è la pulsar radio più rapida conosciuta dagli scienziati, sita a 18.000 anni luce dalla Terra nel cuore della costellazione del Sagittario. 4U 1820-30 si trova invece si trova a 26.000 anni luce, ha un diametro di appena 12 chilometri ma una massa 1,4 volte superiore a quella del Sole. Grazie allo studio delle esplosioni termonucleari che la caratterizzano, i ricercatori sono riusciti a determinare la sua estrema velocità di rotazione.
“Durante queste esplosioni, la stella di neutroni diventa fino a 100.000 volte più luminosa del Sole, rilasciando un'immensa quantità di energia. Quindi abbiamo a che fare con eventi molto estremi e, studiandoli, otteniamo nuove intuizioni sui cicli di vita in uscita dei sistemi stellari binari e sulla formazione degli elementi nell'universo”, ha affermato in un comunicato stampa il coautore dello studio Jerome Chenevez. I dettagli della ricerca “A Comprehensive Study of Thermonuclear X-Ray Bursts from 4U 1820–30 with NICER: Accretion Disk Interactions and a Candidate Burst Oscillation” sono stati pubblicati sulla rivista scientifica The Astrophysical Journal.
