Impressione artistica raffigurante i venti di una stella gigante rossa che impattano su una stella di neutroni per creare un'emissione prolungata di raggi X. Un sistema del genere è raro:attualmente non se ne conoscono più di dieci. Uno è stato rilevato "accensione" nei raggi X nell'agosto 2017, dal satellite Integral dell'ESA. Credito:ESA
L'osservatorio spaziale integrale dell'ESA ha assistito a un evento raro:il momento in cui i venti emessi da una stella gigante rossa rigonfia hanno rianimato la sua compagna dalla lenta rotazione, il nucleo di una stella morta, riportandolo in vita in un lampo di raggi X.
Il bagliore di raggi X è stato rilevato per la prima volta da Integral il 13 agosto 2017 da una fonte sconosciuta in direzione del centro affollato della nostra Via Lattea. Il rilevamento improvviso ha innescato una serie di osservazioni di follow-up nelle settimane successive per individuare il colpevole.
Le osservazioni hanno rivelato una stella di neutroni fortemente magnetizzata e a rotazione lenta che probabilmente aveva appena iniziato a nutrirsi di materiale proveniente da una vicina gigante rossa.
Stelle la massa del nostro Sole, e fino a otto volte più massiccio, evolvere in giganti rosse verso la fine della loro vita. I loro strati esterni si gonfiano e si espandono per milioni di chilometri, il loro polveroso, gusci gassosi spazzati via dalla stella centrale in venti relativamente lenti fino a poche centinaia di km/s.
Stelle ancora più grandi, fino a 25-30 volte più massiccio del Sole, correre attraverso il loro carburante ed esplodere in una supernova, a volte lasciando dietro di sé un cadavere stellare rotante con un forte campo magnetico, nota come stella di neutroni. Questo minuscolo nucleo racchiude la massa di quasi un Sole e mezzo in una sfera di soli 10 km di diametro, rendendoli alcuni degli oggetti celesti più densi conosciuti.
Non è raro trovare stelle accoppiate insieme, ma il nuovo sistema di una stella di neutroni e di una gigante rossa è una razza particolarmente rara conosciuta come "binari di raggi X simbiotici", con non più di 10 noti.
Evoluzione stellare. Credito:Agenzia spaziale europea
"Integral ha colto un momento unico nella nascita di un raro sistema binario, " afferma Enrico Bozzo dell'Università di Ginevra e autore principale dell'articolo che descrive la scoperta. "La gigante rossa ha rilasciato un vento lento sufficientemente denso da alimentare la sua compagna di neutroni, dando luogo per la prima volta a un'emissione ad alta energia dal nucleo stellare morto."
L'abbinamento è sicuramente particolare. I telescopi spaziali XMM-Newton dell'ESA e NuSTAR della NASA hanno mostrato che la stella di neutroni ruota quasi ogni due ore, molto lentamente rispetto ad altre stelle di neutroni, che può girare fino a molte volte al secondo. Quindi, la prima misurazione del campo magnetico di una tale stella di neutroni ha rivelato che era sorprendentemente forte.
Un forte campo magnetico tipicamente punta a una giovane stella di neutroni - si pensa che il campo magnetico svanisca nel tempo - mentre una gigante rossa è molto più antica, rendendola una coppia bizzarra quella di essere cresciuti insieme.
"Questi oggetti sono sconcertanti, " dice Enrico. "Può darsi che il campo magnetico della stella di neutroni non decada sostanzialmente nel tempo, dopotutto, o la stella di neutroni effettivamente formata più tardi nella storia del sistema binario. Ciò significherebbe che è collassata da nana bianca a stella di neutroni a causa dell'alimentazione prolungata della gigante rossa, piuttosto che diventare una stella di neutroni come risultato di un'esplosione di supernova più tradizionale di una stella massiccia di breve durata".
Con una giovane stella di neutroni e una vecchia gigante rossa, ad un certo punto i venti che viaggiano dal gigante gonfio cominceranno a piovere sulla stella più piccola, rallentando la sua rotazione ed emettendo raggi X.
"Non abbiamo mai visto questo oggetto negli ultimi 15 anni delle nostre osservazioni con Integral, quindi crediamo di aver visto i raggi X accendersi per la prima volta, "dice Erik Kuulkers, Scienziato del progetto integrale dell'ESA. "Continueremo a guardare come si comporta nel caso si tratti solo di un lungo 'rutto' di vento, ma finora non abbiamo visto cambiamenti significativi".
La rapida risposta delle osservazioni di follow-up è stata resa possibile dalla comunità SmartNet. Ciò includeva importanti contributi dai telescopi spaziali XMM-Newton dell'ESA e NuSTAR e Swift della NASA, e il telescopio terrestre per la ricerca astrofisica del sud, Telescopi Faulkes nord e sud e l'Osservatorio di Las Cumbres.
