Da quasi 10 anni, gli astronomi hanno studiato una misteriosa radiazione diffusa proveniente dal centro della nostra galassia. Originariamente, si pensava che questa radiazione potesse provenire dalle sfuggenti particelle di materia oscura che molti ricercatori sperano di trovare. Però, i fisici dell'Università di Amsterdam e del Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique hanno ora trovato ulteriori prove che le stelle di neutroni in rapida rotazione sono una fonte molto più probabile di questa radiazione. Astronomia della natura .

Le osservazioni della radiazione gamma dalla regione del centro galattico con il Fermi Large Area Telescope hanno rivelato una misteriosa emissione diffusa ed estesa. Scoperto quasi 10 anni fa, questa emissione ha generato molta eccitazione nella comunità della fisica delle particelle, poiché aveva tutte le caratteristiche di un segnale a lungo cercato dall'auto-annientamento delle particelle di materia oscura nella galassia interna. Trovare un tale segnale confermerebbe che la materia oscura, che finora è stato osservato solo attraverso i suoi effetti gravitazionali su altri oggetti, è costituito da nuove particelle fondamentali. Inoltre, aiuterebbe a determinare la massa e altre proprietà di queste sfuggenti particelle di materia oscura. Però, uno studio recente mostra che probabilmente la migliore interpretazione astrofisica dell'emissione in eccesso è una nuova popolazione nel rigonfiamento galattico di migliaia di stelle di neutroni in rapida rotazione chiamate pulsar di millisecondi, che finora sono sfuggiti all'osservazione ad altre frequenze.

Dove ci sono le stelle, c'è radiazione

"Comprendere in dettaglio la morfologia [la posizione e la forma] e lo spettro [le frequenze combinate] dell'emissione in eccesso è di vitale importanza per discriminare tra la materia oscura e le interpretazioni astrofisiche della radiazione in eccesso del centro galattico, "dice Christoph Weniger, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio. Un nuovo studio dei ricercatori dell'Università di Amsterdam e del Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique, un'unità di ricerca del Centre National de la Recherche Scientifique francese, ha trovato prove evidenti che l'emissione sembra effettivamente provenire da regioni in cui vi è anche una grande quantità di massa stellare nel rigonfiamento galattico (il "rigonfiamento squadrato") e al centro (il "rigonfiamento nucleare"). Per di più, i ricercatori hanno scoperto che il rapporto luce-massa nel rigonfiamento galattico e nel centro sono reciprocamente coerenti, così che l'emissione di raggi gamma GeV è un tracciante sorprendentemente accurato della massa stellare nella galassia interna (figura 2). Questo studio si basava su un nuovo strumento di analisi, Fattorizzazione del cielo con modelli vincolati adattivi (SkyFACT), sviluppato dagli stessi ricercatori, che combina la modellazione fisica con l'analisi delle immagini.

I risultati supportano l'interpretazione della pulsar al millisecondo dell'emissione in eccesso, poiché né un segnale di materia oscura né altre interpretazioni astrofisiche dovrebbero mostrare tale correlazione. "I risultati aiuteranno a guidare le prossime ricerche radio per questa popolazione nascosta di pulsar al millisecondo nel rigonfiamento galattico con MeerKAT e il futuro Square Kilometer Array, " disse Francesca Calore, un altro degli autori dell'articolo. "Questo rende queste ricerche imminenti ancora più promettenti".