Il mistero dei Pulsar: scoperte nuove e sorprendenti proprietà
La natura dei Pulsar
I Pulsar sono i resti di stelle esplose in una supernova. La potenza delle radiazioni gamma emesse da questi corpi celesti raggiunge i 20 Tera-elettronvolt, ovvero circa diecimila miliardi di volte l’energia della luce visibile. Questa scoperta, riportata da un team internazionale di ricercatori sulla rivista Nature Astronomy, mette in discussione le teorie correnti sulla generazione di tali radiazioni pulsanti.
Quando le stelle esplodono in supernovae e diventano Pulsar, lasciano dietro di sé un piccolo astro morto con un diametro di soli 20 chilometri, che ruota a velocità estreme e possiede un campo magnetico immenso. “Questi astri morti sono composti quasi interamente da neutroni e sono incredibilmente densi: un cucchiaino del loro materiale ha una massa di oltre cinque miliardi di tonnellate, circa 900 volte la massa della Grande Piramide di Giza”, spiega Emma de Oña Wilhelmi, ricercatrice presso H.E.S.S. e coautrice dello studio.
Il funzionamento dei Pulsar
I Pulsar emettono raggi rotanti di radiazione elettromagnetica, un po’ come fari cosmici. Quando il loro raggio attraversa il nostro sistema solare, vediamo lampi di radiazione a intervalli regolari. Questi lampi, chiamati impulsi di radiazione, possono essere rilevati in diverse bande energetiche dello spettro elettromagnetico.
Gli scienziati ritengono che la fonte di questa radiazione siano elettroni veloci generati e accelerati nella magnetosfera del Pulsar, mentre si muovono verso la sua periferia. La magnetosfera è composta da plasma e campi elettromagnetici che circondano l’astro e ruotano con esso.
Il viaggio degli elettroni
Durante il loro viaggio verso l’esterno, gli elettroni assorbono energia e la rilasciano sotto forma dei raggi osservati, afferma Bronek Rudak, dell’Astronomical Center Nicolaus Copernicus (CAMK PAN) in Polonia, anch’egli coautore dello studio.
Il caso del Pulsar Vela
Il Pulsar Vela, situato nel cielo australe nella costellazione delle Vele, è il Pulsar più luminoso nella banda radio dello spettro elettromagnetico e la fonte più brillante di radiazione gamma cosmica nel range dei Giga-elettronvolt (GeV). Ruota circa undici volte al secondo.
Tuttavia, al di sopra di alcuni GeV, la radiazione termina bruscamente, probabilmente perché gli elettroni raggiungono il limite della magnetosfera del Pulsar e la abbandonano. Ma le osservazioni condotte con H.E.S.S. hanno rivelato una nuova componente della radiazione a energie ancora più elevate, fino a decine di Tera-elettronvolt (TeV).
“Questa energia è circa 200 volte più potente di tutta la radiazione mai rilevata da questo oggetto“, afferma Christo Venter, della North-West University in Sud Africa, coautore dello studio. Questa componente ad alta energia appare negli stessi intervalli di fase della radiazione osservata nel range dei GeV.
Un viaggio più lungo del previsto
Per raggiungere queste energie, gli elettroni potrebbero dover viaggiare oltre la magnetosfera, mantenendo intatto il modello di emissione rotazionale. “Questo risultato mette in discussione la nostra conoscenza attuale dei Pulsar e richiede una revisione del funzionamento di questi acceleratori naturali“, afferma Arache Djannati-Atai, del Laboratoire Astroparticule & Cosmologie (APC) in Francia, che ha guidato la ricerca.
Un record per il Pulsar Vela
Qualunque sia la spiegazione, oltre ai suoi altri primati, il Pulsar Vela detiene ora ufficialmente il record per il Pulsar con le radiazioni gamma più energetiche mai scoperte. “Questa scoperta apre una nuova finestra di osservazione per la scoperta di altri Pulsar nel range dei dieci Tera-elettronvolt con telescopi gamma attuali e futuri più sensibili, aprendo la strada a una migliore comprensione dei processi di accelerazione estrema in oggetti astrofisici altamente magnetizzati”, conclude Djannati-Atai.