Gli astronomi hanno studiato un sistema di pulsar radio binario compatto noto come PSR J0453+1559, con l'obiettivo di far luce sulla sua natura misteriosa. Il nuovo studio, pubblicato il 26 settembre su arXiv.org, mette in discussione le ipotesi precedenti, suggerendo che il sistema contiene una nana bianca compagna.

Le pulsar sono stelle di neutroni rotanti altamente magnetizzate che emettono fasci di radiazioni elettromagnetiche, dalla radio alle frequenze dei raggi X e gamma. Molte pulsar si formano nei sistemi binari quando la componente inizialmente più massiccia si trasforma in una stella di neutroni che viene poi fatta ruotare a causa dell'accrescimento di materia dalla stella secondaria.

Scoperto nel 2015, PSR J0453+1559 è una pulsar con un periodo di spin di 45 ms, leggermente riciclato dall'accrescimento di materia dalla progenitrice della stella compagna. La massa della stella primaria è di circa 1,56 masse solari, mentre la massa del compagno invisibile è stata dedotta essere di circa 1,17 masse solari. Le due componenti orbitano l'una intorno all'altra su un'orbita di 4,07 giorni con un'eccentricità di 0,11.

Precedenti studi hanno classificato PSR J0453+1559 come un sistema a doppia stella di neutroni, dato che la sua eccentricità orbitale è tipica di altri sistemi noti di questo tipo finora individuati nel disco della Via Lattea. Però, un nuovo studio co-autore di Thomas Tauris dell'Università di Aarhus in Danimarca e Hans-Thomas Janka del Max Planck Institute for Astrophysics in Germania, propone un'ipotesi diversa per la natura del compagno, sottolineando la massa relativamente bassa di questo oggetto.

"A causa dell'eccentricità orbitale relativamente grande di e =0,1125, si è sostenuto che la compagna sia una stella di neutroni, rendendola la stella di neutroni con la massa determinata con precisione più bassa fino ad oggi. Però, l'attuale evoluzione stellare all'avanguardia e la modellazione di supernova hanno difficoltà a produrre un residuo di stella di neutroni di massa così bassa, " scrivono gli astronomi sul giornale.

I ricercatori affermano che le attuali simulazioni di esplosione di supernova non supportano la possibilità di formazione di stelle di neutroni con masse inferiori a 1,2 masse solari. Perciò, gli autori dell'articolo valutano un'altra possibilità che potrebbe spiegare la natura della componente meno massiccia.

Secondo Tauris e Janka, l'oggetto invisibile potrebbe essere una nana bianca formatasi a seguito di un evento di supernova termonucleare a cattura di elettroni (tECSN). TECSNe sono esplosioni incomplete di nuclei degenerati di ossigeno-neon-magnesio per deflagrazione di ossigeno, lasciandosi dietro resti di nane bianche.

"Il componente di massa inferiore potrebbe invece essere una nana bianca nata in un evento di supernova termonucleare a cattura di elettroni (tECSN), in cui la deflagrazione di ossigeno-neon nel nucleo stellare degenerato di un progenitore ultra-rimosso espelle diverse 0,1 masse solari di materia e lascia una nana bianca ONeFe legata come secondo residuo compatto formatosi, "si legge sul giornale.

Gli astronomi hanno notato che nel caso di PSR J0453+1559, un tale progenitore sarebbe molto probabilmente circa il 50 percento più massiccio del nostro sole per produrre una nana bianca con una massa stimata di circa 1,17 masse solari. Hanno aggiunto che il sistema avrebbe un periodo orbitale di circa tre giorni prima dell'esplosione della supernova.

Inoltre, gli scienziati hanno calcolato che è necessario un calcio residuo superiore a 69 km/s per spiegare le proprietà di PSR J0453+1559 come un sistema di nane bianche stella di neutroni.

Generalmente, i ricercatori affermano che sono necessari ancora più studi per valutare la fattibilità del loro scenario. Però, hanno notato che la loro ricerca mostra che la doppia stella di neutroni non dovrebbe essere percepita come l'ipotesi più plausibile.

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