L'array a bassa frequenza (LOFAR), una rete di migliaia di antenne radio collegate, principalmente nei Paesi Bassi, ha scoperto due nuove pulsar millisecondi indagando su sorgenti di raggi gamma precedentemente sconosciute scoperte dal telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA. Pulsar J0952-0607, evidenziato vicino al centro a destra, ruota 707 volte al secondo e ora è la seconda pulsar più veloce conosciuta. La posizione della prima scoperta di pulsar al millisecondo di LOFAR, J1552+5437, che gira 412 volte al secondo, è mostrato in alto a sinistra. L'emissione radio da entrambe le pulsar si attenua rapidamente alle frequenze radio più elevate, rendendoli ideali per LOFAR. La parte superiore di questa immagine composita mostra una porzione del cielo di raggi gamma visto da Fermi. In fondo c'è il "superterp" LOFAR vicino a Exloo, Paesi Bassi, che ospita le stazioni di antenna principali della struttura. Credito:Collaborazione NASA/DOE/Fermi LAT e ASTRON
Seguendo le misteriose sorgenti ad alta energia mappate dal telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA, il radiotelescopio Low Frequency Array (LOFAR) con sede nei Paesi Bassi ha identificato una pulsar che ruota a più di 42, 000 giri al minuto, rendendolo il secondo più veloce conosciuto.
Una pulsar è il nucleo di una stella massiccia che è esplosa come una supernova. In questo residuo stellare, chiamata anche stella di neutroni, la massa equivalente di mezzo milione di Terre è schiacciata in un magnetizzato, palla rotante non più grande di Washington, DC Il campo magnetico rotante alimenta fasci di onde radio, luce visibile, Raggi X e raggi gamma. Se un raggio attraversa la Terra, gli astronomi osservano regolari impulsi di emissione e classificano l'oggetto come una pulsar.
"Circa un terzo delle sorgenti di raggi gamma trovate da Fermi non sono state rilevate ad altre lunghezze d'onda, " disse Elisabetta Ferrara, un membro del team di scoperta del Goddard Space Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "Molte di queste sorgenti non associate possono essere pulsar, ma spesso abbiamo bisogno di follow-up da osservatori radio per rilevare gli impulsi e dimostrarlo. C'è una vera sinergia tra gli estremi dello spettro elettromagnetico nella loro caccia".
Il nuovo oggetto, denominata PSR J0952-0607, o J0952 in breve, è classificata come pulsar millisecondo e si trova tra 3, 200 e 5, A 700 anni luce di distanza nella costellazione del Sesto. La pulsar contiene circa 1,4 volte la massa del sole ed è orbitata ogni 6,4 ore da una stella compagna che è stata ridotta a meno di 20 volte la massa del pianeta Giove. Gli scienziati riportano le loro scoperte in un articolo pubblicato nel numero del 10 settembre di The Lettere per riviste astrofisiche e ora disponibile online.
Ad un certo punto della storia di questo sistema, la materia iniziò a fluire dal compagno e sulla pulsar, aumentando gradualmente la sua rotazione a 707 rotazioni al secondo, o più di 42, 000 giri/min, e aumentando notevolmente le sue emissioni. Infine, la pulsar iniziò a far evaporare la sua compagna, e questo processo continua ancora oggi. A causa della loro somiglianza con i ragni che consumano i loro compagni, sistemi come J0952 sono chiamati pulsar vedova nera o redback, a seconda di quanto rimane della stella compagna. La maggior parte dei sistemi conosciuti di questi tipi sono stati trovati seguendo fonti non associate di Fermi.
La scoperta LOFAR suggerisce anche il potenziale per trovare una nuova popolazione di pulsar ultraveloci.
"LOFAR ha rilevato impulsi da J0952 a frequenze radio intorno a 135 MHz, che è circa il 45% inferiore alle frequenze più basse delle ricerche radio convenzionali, " ha affermato l'autore principale Cees Bassa presso l'Istituto olandese di radioastronomia (ASTRON). "Abbiamo scoperto che J0952 ha uno spettro radio ripido, il che significa che i suoi impulsi radio svaniscono molto rapidamente alle frequenze più alte. Sarebbe stata una sfida trovarlo senza LOFAR."
I teorici dicono che le pulsar potrebbero ruotare alla velocità di 72, 000 giri/min prima di rompersi, ancora il giro più veloce conosciuto, da PSR J1748-2446ad, raggiungendo quasi 43, 000 giri/min:è solo il 60 percento del massimo teorico. Forse le pulsar con periodi più veloci semplicemente non possono formarsi. Ma il divario tra teoria e osservazione può anche derivare dalla difficoltà nel rilevare i rotatori più veloci.
"Ci sono prove crescenti che le pulsar che ruotano più velocemente tendono ad avere gli spettri più ripidi, " ha detto il co-autore Ziggy Pleunis, uno studente di dottorato alla McGill University di Montreal. La prima pulsar al millisecondo scoperta con LOFAR, che è stato trovato da Pleunis, è J1552+5437, che gira a 25, 000 rpm e presenta anche uno spettro ripido. "Dal momento che le ricerche LOFAR sono più sensibili a queste pulsar radio a spettro ripido, potremmo scoprire che pulsar ancora più veloci lo fanno, infatti, esistono e sono stati persi dai sondaggi a frequenze più alte, " Lui ha spiegato.
Durante i suoi nove anni in orbita, Fermi ha avuto un ruolo nella scoperta di più di 100 pulsar, o attraverso il rilevamento diretto di impulsi di raggi gamma o il follow-up radio di sorgenti non associate.
LOFAR è un radiotelescopio composto da una rete internazionale di stazioni di antenne progettate per osservare l'universo a frequenze comprese tra 10 e 250 MHz. Gestito da ASTRON, la rete comprende stazioni nei Paesi Bassi, Germania, Svezia, il Regno Unito., Francia, Polonia e Irlanda.
