Un gruppo di astronomi ha scoperto otto pulsar millisecondi situate all'interno dei densi ammassi di stelle, noti come "ammassi globulari, " utilizzando il radiotelescopio MeerKAT del Sud Africa.

Le pulsar al millisecondo sono stelle di neutroni, la stella più compatta conosciuta, che girano fino a 700 volte al secondo. Questa è la prima scoperta di pulsar che utilizza le antenne MeerKAT e nasce dal lavoro sinergico di due collaborazioni internazionali, TRAPUM e MeerTIME, con i risultati dettagliati in a Avvisi mensili della Royal Astronomical Society documento pubblicato oggi.

Le pulsar al millisecondo sono stelle estremamente compatte costituite principalmente da neutroni, e sono tra gli oggetti più estremi dell'universo:racchiudono centinaia di migliaia di volte la massa della Terra in una sfera del diametro di circa 24 km; e gira a una velocità di centinaia di rotazioni al secondo. Emettono un fascio di onde radio che vengono rilevate dall'osservatore ad ogni rotazione, come un faro. La formazione di questi oggetti è molto migliorata negli ambienti ricchi di stelle al centro degli ammassi globulari.

"È davvero emozionante vedere il potenziale per trovare un gran numero di nuove pulsar al millisecondo negli ammassi globulari usando l'eccellente telescopio MeerKAT". dice il professor Ben Stappers, dell'Università di Manchester e co-PI del progetto TRAPUM. "È anche un'anteprima di ciò che sarà possibile con il telescopio Square Kilometer Array di cui MeerKAT è uno dei precursori".

Autore principale, Alessandro Ridolfi, un ricercatore post-dottorato presso INAF e MPIfR ha dichiarato:"Abbiamo diretto le antenne MeerKAT verso nove ammassi globulari, e abbiamo scoperto nuove pulsar in sei di esse." Cinque di queste nuove pulsar orbitano attorno a un'altra stella, e uno di questi, denominato PSR J1823-3021G, è particolarmente interessante:"A causa della sua orbita altamente ellittica, e imponente compagno, questo sistema è probabilmente il risultato di uno scambio di partner:a seguito di un "incontro ravvicinato":il partner originale è stato espulso e sostituito da una nuova stella compagna, " continua Ridolfi.

Tasha Gautam, ricercatore di dottorato presso l'MPIfR di Bonn e coautore del documento, spiega:"Questa particolare pulsar potrebbe avere una massa elevata, più di due volte la massa del sole, oppure potrebbe essere il primo sistema confermato formato da una pulsar al millisecondo e una stella di neutroni. Se confermato dalle attuali osservazioni aggiuntive, questo renderebbe questa pulsar al millisecondo un formidabile laboratorio per lo studio della fisica fondamentale".

Le otto nuove pulsar sono solo la punta dell'iceberg:le osservazioni che hanno portato alla loro scoperta hanno utilizzato solo circa 40 antenne MeerKAT 64 e si sono concentrate solo sulle regioni centrali degli ammassi globulari.

La collaborazione TRAPUM (TRAnsients and PUlsars with MeerKAT) è una delle numerose Large Survey Proposte (LSP) approvate per l'utilizzo del telescopio MeerKAT. È co-diretto dal professor Stappers dell'Università di Manchester e dal professor Kramer (MPIfR/UoM). TRAPUM cercherà nel cielo pulsar e transienti utilizzando l'altissima sensibilità di MeerKAT. Uno dei posti in cui cercheranno sono gli ammassi globulari. Questo risultato è stato ottenuto in collaborazione con MeerTIME, un altro MeerKAT LSP, e hanno utilizzato la loro infrastruttura per acquisire i dati.

Questo lavoro è servito anche come banco di prova per la collaborazione TRAPUM per pianificare meglio l'indagine completa della pulsar dell'ammasso globulare, che è attualmente in corso e che utilizza tutte le attuali 64 parabole (acquisendo così ulteriore sensibilità). Il sondaggio amplierà la ricerca a molti più ammassi globulari, e esamineranno anche le loro regioni esterne.

Gestito da SARAO, MeerKAT è il più grande radiotelescopio dell'emisfero australe e uno dei due strumenti precursori dell'Osservatorio SKA in Sud Africa. Situato nel deserto del Karoo, il radiotelescopio sarà presto ampliato con ulteriori 20 parabole, portando il numero totale di antenne fino a 84 e diventando "MeerKAT+". Questo sarà poi gradualmente integrato nella prima fase del progetto SKAO, la cui costruzione inizierà presto e proseguirà fino al 2027. Le prime osservazioni scientifiche di MeerKAT+ potrebbero iniziare già nel 2023, durante le fasi di collaudo del telescopio.