{"id":6374,"date":"2018-03-14T16:43:51","date_gmt":"2018-03-14T15:43:51","guid":{"rendered":"http:\/\/www.media.inaf.it\/2018\/02\/26\/ulx-eddington\/"},"modified":"2018-03-22T11:18:01","modified_gmt":"2018-03-22T10:18:01","slug":"magnetar-al-di-la-del-limite-di-eddington-media-inaf","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=6374","title":{"rendered":"Magnetar al di l\u00e0 del limite di Eddington | MEDIA INAF"},"content":{"rendered":"

Presentati nuovi indizi per svelare i possibili meccanismi che alimentano l\u2019emissione spropositata delle misteriose Ultra-Luminous X-ray Sources. Fra gli autori dello studio, pubblicato oggi su \u201dNature Astronomy\u201d, anche Matteo Bachetti dell\u2019Inaf – Osservatorio astronomico di Cagliari<\/strong><\/em><\/p>\n

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Immagine della galassia Vortice M51 ottenuta combinando le informazioni sulla luce visibile raccolte dal telescopio spaziale Hubble con quelle della radiazione X vista da Chandra. La Ulx \u00e8 l\u2019oggetto cerchiato. Crediti: Nasa\/Cxc\/Caltech\/M.Brightman et al.; Optical: Nasa\/Stsci<\/p><\/div>\n

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Una delle conseguenze pi\u00f9 divertenti del setacciare l\u2019universo alla scoperta dei suoi segreti \u00e8 che, spesso, si finisce per imbattersi in fenomeni davvero affascinanti, misteriosi corpi celesti dalle caratteristiche curiose e particolari, eventi inattesi che molte volte rimangono senza spiegazione per lungo tempo. Nell\u2019enorme zoo di oggetti che il cosmo ci mette gentilmente a disposizione, le cos\u00ec dette Ultra-Luminous X-ray Sources (Ulx) sono senza dubbio tra le \u201ccreature\u201d pi\u00f9 incantevoli ed interessanti.<\/p>\n

Scoperte per la prima volta all\u2019inizio degli anni Ottanta, si tratta di sorgenti estremamente potenti di raggi X, diverse dai buchi neri supermassicci al centro dei nuclei galattici attivi, ma anche molto pi\u00f9 energetiche di una comune stella. La propriet\u00e0 principale che contraddistingue questi oggetti \u00e8 il fatto che la radiazione emessa tende a eccedere il limite di Eddington<\/a>.<\/strong> In astrofisica, il limite di Eddington \u00e8 una misura della massima luminosit\u00e0 che pu\u00f2 raggiungere un sistema in equilibrio tra la forza di gravit\u00e0<\/em>, che tende ad attirare verso il centro, e la pressione della radiazione<\/em>, che tende a spingere all\u2019infuori. Per capirsi meglio, pi\u00f9 un corpo celeste accumula materia per via della gravit\u00e0, pi\u00f9 intensa risulta essere la radiazione che emette. Arriver\u00e0 per\u00f2 un punto in cui l\u2019energia rilasciata sar\u00e0 talmente intensa da spazzare via qualsiasi altra aggiunta di materiale in caduta verso l\u2019oggetto, bloccando l\u2019accrescimento e mettendo dunque un limite alla sua stessa luminosit\u00e0. In alcuni casi pu\u00f2, tuttavia, verificarsi qualche fenomeno che porti a un emissione ben al di sopra del limite di Eddington, come un\u2019esplosione di supernova o come i getti dei nuclei galattici attivi. Anche le nostre Ulx fanno parte della lista. Resta per\u00f2 da capire cosa alimenti queste misteriose sorgenti.<\/p>\n

All\u2019inizio si pensava che solo sistemi binari costituiti da buchi neri di massa intermedia<\/a><\/strong> (almeno pi\u00f9 di dieci volte la massa del nostro Sole) e una stella compagna potessero effettivamente generare luminosit\u00e0 cos\u00ec intense. Tuttavia, nel 2014 un\u2019analisi sui dati combinati dei telescopi NuStar, Chandra e Swift, guidata da Matteo Bachetti dell\u2019Inaf di Cagliari, ha identificato una Ulx alimentata da una stella di neutroni<\/a><\/strong>. E ora un team di ricercatori guidato da Murray Brightman<\/strong> del California Institute of Technology, del quale fa parte lo stesso Bachetti, ha analizzato un\u2019altra Ulx, situata nella Galassia Vortice (M51), a 28 milioni di anni luce da noi, identificandola come una stella di neutroni<\/a><\/strong>.<\/p>\n

La ricerca, i cui risultati sono pubblicati oggi su Nature Astronomy<\/em>, non si \u00e8 fermata qui ma ha fornito un\u2019altra succulenta informazione.\u00a0Uno dei possibili meccanismi in grado di produrre una luminosit\u00e0 superiore al limite di Eddington, nel caso delle stelle di neutroni, \u00e8 legato alla presenza di un campo magnetico estremamente intenso intorno al corpo celeste: un campo che possa ridurre la pressione della radiazione e permettere a pi\u00f9 materia di \u201ccadere\u201d sulla stella. Ebbene, esaminando lo spettro (ovvero l\u2019insieme di tutte le frequenze) della radiazione emessa, il gruppo di Brightman ha identificato una caratteristica particolare collegabile al movimento circolare di particelle cariche<\/strong>, come protoni ed elettroni, nel campo magnetico della stella di neutroni. Conoscendo il tipo di particelle si pu\u00f2 calcolare l\u2019intensit\u00e0 di questo campo magnetico, e dunque capire se esso \u00e8 effettivamente in grado di produrre l\u2019incredibile luminosit\u00e0 delle Ulx, come spiega a Media Inaf<\/em> lo stesso Matteo Bachetti<\/strong> in quest\u2019intervista.<\/p>\n

Partiamo dalla natura delle Ultra-luminous X-ray sources: cos\u2019hanno di particolare, rispetto a una comune stella come il Sole?<\/strong><\/p>\n

\u00abLe Ulx sono delle sorgenti di raggi X molto pi\u00f9 luminose di quelle che osserviamo comunemente nella nostra e nelle altre galassie. Tipicamente, gli oggetti capaci di emettere forti segnali a raggi X sono buchi neri o stelle di neutroni, oggetti estremamente piccoli e massicci, che stanno \u201cmangiando\u201d una stella compagna. Per la stragrande maggioranza di questi oggetti, sembra funzionare bene un limite classico di luminosit\u00e0 conosciuto come il limite di Eddington. Tuttavia, per alcuni motivi ancora da comprendere a fondo, le Ulx riescono ad essere molto pi\u00f9 luminose di questo limite\u00bb.<\/p>\n

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Matteo Bachetti in veste di concorrente del talent show scientifico \u201cFameLab \u2013 La scienza in 3 minuti\u201d<\/p><\/div>\n

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Dove possiamo trovarle nell\u2019Universo?<\/strong><\/p>\n

\u00abLe Ulx sono relativamente poche, massimo una decina nelle galassie pi\u00f9 \u201cprolifiche\u201d. Nessuna delle pi\u00f9 luminose \u00e8 nella nostra galassia, e quelle pi\u00f9 interessanti sono a qualche milione di parsec<\/em>, circa una decina di milioni di anni luce. Negli ultimi anni, diverse di queste sorgenti sono state identificate come stelle di neutroni, pi\u00f9 piccole dei buchi neri e per le quali questa luminosit\u00e0 \u00e8 ancora meno facile da spiegare\u00bb.<\/p>\n

Cosa potete dire sul campo magnetico di questi oggetti? Quanto \u00e8 pi\u00f9 intenso rispetto a quello di un elettromagnete qui sulla Terra?<\/strong><\/p>\n

\u00abL\u2019oggetto che in questa sorgente si sta \u201ccibando\u201d \u00e8 molto probabilmente una stella di neutroni. Queste stelle sono note per avere campi magnetici giganteschi. Sulla Terra, i pi\u00f9 forti elettromagneti producono un campo magnetico di circa 1000 Tesla e solo per brevi impulsi. La superficie di una stella di neutroni ha tipicamente un campo magnetico centomila volte pi\u00f9 alto. Quella che abbiamo osservato noi sembra avere un campo magnetico cento milioni di volte pi\u00f9 alto, o 100 miliardi di Tesla (che nell\u2019articolo misuriamo come un milione di miliardi di Gauss, un\u2019altra unit\u00e0 di misura pi\u00f9 comunemente usata in astronomia)\u00bb.<\/p>\n

Come avete fatto a determinarlo?\u00a0<\/strong><\/p>\n

\u00abIn questo caso, abbiamo rivelato una \u201clinea di assorbimento\u201d nello spettro a raggi X della sorgente: praticamente, si nota che ad una data energia i raggi X che riceviamo dalla sorgente sono di molto inferiori a quanto atteso. Questo si pu\u00f2 verificare per diverse ragioni, ma l\u2019ipotesi che sembra meglio spiegare questo particolare caso \u00e8 che stiamo osservando uno \u201cscattering da risonanza di ciclotrone\u201d, un fenomeno che si produce quando delle particelle cariche si muovono in circolo attorno a linee di campo magnetico. Tale fenomeno pu\u00f2 produrre righe in assorbimento simili a quelle osservate. In questo caso, sembra che le particelle coinvolte siano dei protoni, e data l\u2019energia misurata questo implicherebbe che questa Ulx appartenga alla classe delle stelle di neutroni col campo magnetico pi\u00f9 alto, note come magnetar\u00bb.<\/p>\n

Quali risvolti porta la vostra ricerca nello studio di tali sorgenti?<\/strong><\/p>\n

\u00abIl limite di Eddington di cui parlavo prima dipende dal fatto che la luce stessa emessa da questi oggetti esercita una pressione sulla materia che cade sulla stella, spazzandola via e \u201cfrenando\u201d il processo che aumenterebbe ulteriormente la luminosit\u00e0. Per le Ulx ci\u00f2 non avviene. Uno dei modi che sono stati proposti per spiegare la luminosit\u00e0 spaventosa delle Ulx \u00e8 che ci sia un campo magnetico molto forte che rende pi\u00f9 difficile alla radiazione interagire con la materia, e quindi bloccarne la caduta. Il nostro lavoro diciamo che conferma questo scenario, dato che il campo magnetico che misuriamo \u00e8 effettivamente capace di svolgere questo ruolo\u00bb\u00b7<\/p>\n<\/div>\n

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