Fuochi d'artificio cosmici nel 2018

La previsione riguarda un sistema binario in cui una pulsar si avvicinerà drasticamente alla stella compagna emettendo una valanga di radiazioni energetiche.

La pulsar, conosciuta come PSR J2032+4127 (J2032 in breve), è il nucleo collassato di una stella massiccia che è esplosa come una supernova. Si tratta di una sfera magnetizzata circa 20 km di diametro e ha una massa 1.35 volte quella del Sole. La sua rapida rotazione (7 volte al secondo) e il forte campo magnetico insieme producono un doppio fascio di "radiazione sincrotrone" che, in analogia alla luce di un faro, diviene rilevabile quando spazza il nostro sistema solare. Gli astronomi scoprono la maggior parte delle pulsar attraverso le emissioni radio, ma in questo caso la scoperta è avvenuta grazie al Fermi Large Area Telescope (LAT) che ha rivelato gli impulsi di raggi gamma, all'estremo opposto dello spettro elettromagnetico.

J2032 è stata trovata nel 2009 attraverso una cosiddetta "ricerca cieca" di dati LAT. Utilizzando questa tecnica, gli astronomi possono trovare le pulsar il cui fascio radio non può essere rilevato perchè non esattamente puntato nella nostra direzione. "Due dozzine di pulsar sono statie scoperte in questo modo nel primo anno, tra cui J2032," ha detto David Thompson, deputy project del progetto Fermi del Goddard Space Flight Center. "Quasi tutte queste pulsar non sarebbero state trovate senza Fermi". Una volta che sapevano esattamente dove andare a cercare, i radioastronomi di Jodrell Bank (presso l'Università di Manchester) l'hanno identificata e tenuta sotto controllo dal 2010 al 2014 e hanno notato qualcosa di strano. "Abbiamo rilevato strani variazioni sia nel ritmo di rotazione che nella velocità con cui la rotazione rallenta, comportamento che non abbiamo visto in qualsiasi altra pulsar isolata", ha detto Andrew Lyne, professore di fisica presso l'Università di Manchester. "In ultima analisi, ci siamo resi conto che queste peculiarità sono causate dal movimento intorno ad un'altra stella, rendendo questo il sistema binario contenente una pulsar con il più lungo periodo conosciuto." In effetti, il periodo di rivoluzione è stato stimato in 20-27 anni e la compagna, denominata MT91 213, è risultata essere una stella Be, un oggetto estremamente caldo con una massa 10-20 volte quella del Sole e 10.000 volte più luminoso. Le stelle Be stelle generano intensi venti stellari, e sono immerse in grandi dischi di gas e polveri.

"Quando abbiamo scoperto questa pulsar nel 2009, abbiamo notato che era nella stessa posizione di questa massiccia stella nella nella costellazione del Cigno, ma le nostre misure iniziali non ha dato alcuna prova che questa stella fosse un membro di un sistema binario", ha spiegato Paul Ray, un astrofisico presso il Naval Research Laboratory di Washington. "L'unico modo per aggirare il problema era ammettere che il sistema binario abbia un lunghissimo periodo orbitale, molto più lungo di qualsiasi sistema di questo tipo noto al momento". Uno studio del sistema guidato da Lyne e comprendente Ray e Stappers è stato pubblicato il 16 giugno sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

A causa di un' orbita molto allungata (l'eccentricità è pari a 0.94), ogni circa 25 anni la pulsar passa vicinissima al proprio partner; normalmente, è a circa 3 miliardi di km dalla sua compagna ma, nei primi mesi del 2018, la pulsar si avvicinerà a soli 180 milioni di km penetrando attraverso il disco circumstellare e innescando i "fuochi d'artificio" dovuti all'interazione energetica tra questa materia e gli intensi campi magnetico e gravitazionale della pulsar. Lo spettacolo servirà come sonda per aiutare gli astronomi a misurare la gravità della stella, il campo magnetico, il vento stellare e le proprietà del disco. Diverse caratteristiche si combinano per rendere questo un binario eccezionale: tra sei sistemi simili in cui la stella massiccia utilizza l'idrogeno come fonte di energia centrale, J2032 offre la massa combinata più grande, il più lungo periodo orbitale e, ad una distanza di circa 5.000 anni luce, è il più vicino alla Terra. "Questo preavviso dei fuochi d'artificio energetici attesi tra tre anni ci permette di preparare lo studio del sistema sull'intero spettro elettromagnetico con i più grandi telescopi", ha aggiunto Ben Stappers, professore di astrofisica presso l'Università di Manchester.

Gli astronomi pensano che l'esplosione della una supernova che ha originato la pulsar 180000 anni fa sia stata anche la causa nella sua orbita eccentrica, arrivando fin quasi a distruggere il binario di cui fa parte. Qui di seguito, un video spettacolare (e forse anche un pò troppo "hollywodiano") che simula il fenomeno.

Fonte: https://youtu.be/rxBR2gR5cys

Riferimenti: -
http://www.nasa.gov/feature/goddard/astronomers-predict-fireworks-from-rare-stellar-encounter-in-2018