Attraverso l’osservazione di una pulsar è stato trovato un oggetto che potrebbe essere un buco nero o una stella di neutroni.
Un team internazionale di astronomi ha scoperto un oggetto nuovo e sconosciuto nella Via Lattea che è più pesante di una stella di neutroni e allo stesso tempo più leggero dei buchi neri rispetto a tutti gli oggetti di questa natura conosciuti a oggi. Utilizzando il radiotelescopio MeerKAT, gli astronomi di diverse istituzioni tra cui l’Università di Manchester e l’Istituto Max Planck per la radioastronomia in Germania hanno trovato questo misterioso oggetto in orbita attorno a una pulsar in rapida rotazione situata a circa 40.000 anni luce di distanza in un denso ammasso globulare. Utilizzando gli impulsi radio della pulsar gli astronomi hanno dimostrato che l’oggetto massiccio si trova nel cosiddetto gap di massa di un buco nero. Potrebbe essere la prima scoperta della tanto ambita radio pulsar – un sistema binario con un buco nero, un accoppiamento stellare che potrebbe consentire nuovi test della relatività generale di Einstein e aprire le porte allo studio dei buchi neri.
Buco nero o stella di neutroni?
Il responsabile del progetto britannico Ben Stappers, professore di astrofisica all’Università di Manchester, ha dichiarato: “Entrambe le possibilità sono entusiasmanti. Un sistema pulsar-buco nero sarà un obiettivo importante per testare le teorie della gravità e una stella di neutroni pesante fornirà nuove intuizioni nella fisica nucleare a densità molto elevate”.
Quando una stella di neutroni – i resti ultra-densi di una stella morta – acquisisce troppa massa, solitamente consumandosi o scontrandosi con un’altra stella, collassa. Ciò che i due oggetti diventeranno dopo il collasso è ancora in discussione, ma si ritiene che potrebbero diventare buchi neri, oggetti così attrattivi dal punto di vista gravitazionale che nemmeno la luce può sfuggirgli.
Gli astronomi hanno calcolato 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”. Ma 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.
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. È talmente affollato che le stelle possono interagire tra loro, sconvolgendo le orbite e nei casi più estremi addirittura scontrandosi.
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Collisione
Gli astronomi, parte della collaborazione internazionale Transients and Pulsars with MeerKAT (TRAPUM), ritengono che sia stata proprio una collisione tra due stelle di neutroni a creare l’oggetto massiccio 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 trovato un laboratorio unico per sondare le proprietà della materia nelle condizioni più condizioni estreme dell’Universo. 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: Eurekalert, Science
