Usando la navicella spaziale AstroSat dell'India, gli astronomi hanno eseguito osservazioni spettrali e temporizzazione a banda larga di una pulsar a raggi X ultra-luminosa (ULX) nota come Swift J0243.6+6124. Risultati di questa campagna osservativa, presentato in un articolo pubblicato il 16 ottobre su arXiv.org, rivelare maggiori dettagli sulle proprietà di questa pulsar.

Le ULX sono sorgenti puntiformi nel cielo così luminose nei raggi X che ciascuna emette più radiazioni di quante ne emetta un milione di soli a tutte le lunghezze d'onda. Sono meno luminosi dei nuclei galattici attivi, ma più costantemente luminoso di qualsiasi processo stellare conosciuto. Sebbene siano stati condotti numerosi studi sugli ULX, la natura fondamentale di queste fonti rimane ancora sconosciuta.

Alcuni ULX mostrano pulsazioni a raggi X coerenti, e quindi sono classificate come pulsar ULX (ULP). Ad oggi, sono stati identificati solo una manciata di ULP e uno di questi è Swift J0243.6+6124 (o J0243 in breve). La scoperta di questa pulsar è stata segnalata nell'ottobre 2017, quando sono state rilevate pulsazioni a raggi X di circa 9,86 secondi da una sorgente di raggi X transitoria in esplosione dalla navicella spaziale Swift della NASA nella banda 0,2-10 keV. Ad una distanza di circa 23, 000 anni luce, J0243 è il primo ULP galattico rilevato finora.

J0243 è stato ulteriormente osservato con AstroSat durante la sua attività di scoppio 2017-2018, come parte di una campagna a più lunghezze d'onda. Ora, un team di astronomi guidato da Aru Beri dell'Indian Institute of Science Education and Research (IISER) a Mohali, India, ha pubblicato i risultati di queste osservazioni, che potrebbe aiutarci a comprendere meglio la natura di questa pulsar.

"AstroSat ha osservato J0243 due volte durante la sua esplosione del 2017-18, e abbiamo analizzato i dati ottenuti su un ampio intervallo di energia (0,3-150 keV) con tutti e tre i suoi strumenti a raggi X, " scrivono i ricercatori sul giornale.

AstroSat ha permesso al team di Beri di rilevare pulsazioni a raggi X fino a 150 keV durante la seconda osservazione. Però, per la prima osservazione relativamente più debole, le pulsazioni sono state rilevate solo fino a 80 keV. I profili medi degli impulsi hanno rivelato un comportamento a doppio picco durante entrambe le osservazioni, separati da circa 19 giorni, che potrebbe essere dovuto al contributo di entrambi i poli magnetici della stella di neutroni o di due lati di un fascio di fan da un polo.

I risultati indicano che J0243 stava crescendo a livello sub-Eddington (circa 70 undecilioni di erg/s) durante la prima osservazione AstroSat e a livello super-Eddington (circa 600 undecilioni di erg/s) quando è stato osservato per la seconda volta. Gli astronomi hanno notato che i dati spettrali a livello sub-Eddington potrebbero essere modellati bene utilizzando una legge di potenza di taglio ad alta energia assorbita e un corpo nero. Quando si tratta della fase super-Eddington, hanno aggiunto che richiede componenti aggiuntivi come un altro corpo nero e un componente gaussiano per la linea di emissione del ferro.

Gli autori dell'articolo ipotizzano la presenza di due corpi neri:uno con raggio di circa 18-19 km per quello ad alta temperatura, e un altro con un raggio di 121−142 km per quello a bassa temperatura. Questo probabilmente indica il contributo all'emissione termica dalla colonna di accrescimento e deflussi otticamente spessi.

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