Grazie al telescopio spaziale NuSTAR, la NASA sta cercando di spiegare l’esistenza delle sorgenti di raggi X ultraluminose.
In uno studio recentemente pubblicato su The Astrophysical Journal, è stato utilizzato il telescopio spaziale Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) della NASA per analizzare alcune stelle di neutroni fin troppo luminose: più di cento volte rispetto a quanto ci si aspetterebbe. Sono classificate come Ultra-luminous X-ray sources (ULX), corpi celesti che emettono circa dieci milioni di volte più energia del Sole. Tali sorgenti sono così luminose, infatti, da superare un limite fisico legato alla loro massa, noto come ‘limite di Eddington’.
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Quali sono le ipotesi
Le particelle di luce, meglio note come ‘fotoni’, esercitano una certa spinta sugli oggetti coi quali interagiscono. Se un corpo celeste come un ULX emette abbastanza luce, i fotoni spingono il gas e qualsiasi altro materiale verso l’esterno, opponendosi quindi all’attrazione gravitazionale. Nel caso in cui la pressione di radiazione sia abbastanza alta da espellere questo materiale, si dice che è stato raggiunto il suddetto limite di Eddington.
Ma il materiale che cade su un ULX è proprio la causa della sua luminosità. Considera per esempio un buco nero: quando la sua forte gravità attira gas e polvere nelle vicinanze, questi possono riscaldarsi e, quindi, irradiare luce. Gli scienziati, infatti, inizialmente pensavano che gli ULX dovessero essere buchi neri finchè, nel 2014, i dati di NuSTAR hanno rivelato che una certa ULX, identificata come M82 X-2, è in realtà una stella di neutroni.
Le stelle di neutroni sono caratterizzate da un’attrazione gravitazionale sulla superficie pari a circa cento bilioni di volte quella terrestre. Quando la materia casca su questo tipo di stelle viene liberata energia sotto forma di radiazione elettromagnetica nello spettro dei raggi X, rilevati appunto da NuSTAR.
Lo studio in questione ha come protagonista proprio il già citato M82 X-2. In particolare, si è scoperto che questa stella di neutroni sta trascinando verso di sè circa nove miliardi di bilioni di tonnellate di materiale all’anno da una stella vicina. Dalla conoscenza di questo dato è possibile stimare quanto dovrebbe essere luminosa l’ULX. I calcoli hanno confermato il superamento del limite di Eddington.
Questa osservazione potrebbe così scartare la vecchia ipotesi che spiegherebbe la luminosità apparente di questi oggetti senza che le ULX debbano superare alcun limite. Essa postula che dei venti formino una sorta di cono cavo attorno alla sorgente, concentrando la maggior parte dell’emissione in una direzione. Se puntato direttamente sul nostro pianeta, il cono potrebbe creare una sorta di illusione ottica, facendo apparire come se l’ULX stesse superando il limite.
La nuova ricerca suggerisce invece un’ipotesi alternativa, secondo la quale i forti campi magnetici distorcano gli atomi in forme allungate, il che causerebbe un aumento della massima luminosità raggiungibile.
Fonte: NASA.
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