Intensità in funzione del tempo e della fase di spin per le due rilevazioni della nuova pulsar redback ad eclisse 47 Tuc ad. Riquadro di sinistra:osservazione di Parkes effettuata il 27/05/2004. Pannello di destra:osservazione della scoperta di MeerKAT. Credito:Ridolfi et al., 2021.
Utilizzando l'array di radiotelescopi MeerKAT, un team internazionale di astronomi ha rilevato otto nuove pulsar al millisecondo. Gli oggetti ritrovati si trovano in sei ammassi globulari. La scoperta è riportata in un articolo pubblicato l'8 marzo sul repository pre-print di arXiv.
Le pulsar sono altamente magnetizzate, stelle di neutroni rotanti che emettono un raggio di radiazione elettromagnetica. Le pulsar a rotazione più rapida, con periodi di rotazione inferiori a 30 millisecondi, sono noti come pulsar millisecondi (MSP). Gli astronomi presumono che si formino in sistemi binari quando il componente inizialmente più massiccio si trasforma in una stella di neutroni che viene poi fatta ruotare a causa dell'accrescimento di materia dalla stella secondaria.
Una classe di pulsar binarie estreme con stelle compagne semidegenerate è soprannominata "pulsar ragno". Questi oggetti sono ulteriormente classificati come "vedova nere" se il compagno ha una massa estremamente bassa (meno di 0,1 masse solari), mentre se la stella secondaria è più pesante, sono chiamati "redbacks".
Ora, un gruppo di astronomi guidati da Alessandro Ridolfi dell'Osservatorio di Cagliari, Italia, segnala il rilevamento di otto nuovi MSP, di cui cinque sono sistemi binari e tre si sono rivelati deboli pulsar isolate. La scoperta è stata fatta utilizzando la schiera di radiotelescopi MeerKAT a 64 piatti in Sud Africa.
"Abbiamo utilizzato il radiotelescopio MeerKAT per condurre un primo censimento delle pulsar in nove ammassi globulari selezionati. Come parte di questo programma, abbiamo effettuato una ricerca approfondita di nuove pulsar utilizzando il nucleo di 1 km dell'array in banda L, così come alcune osservazioni di follow-up con diverse configurazioni, due dei quali sfruttavano l'intero array e le capacità di piastrellatura del backend TRAPUM. Abbiamo scoperto otto nuovi MSP in sei diversi cluster, " scrivono gli astronomi sul giornale.
Cinque nuovi MSP, designato 47 Tuc ac, 47 Tuc annuncio, NGC 6624G, M62G, e Ter 5, sono stati trovati in sistemi binari, mentre gli oggetti NGC 6522D, NGC 6624H e NGC 6752F, sono deboli MSP isolati. I periodi di spin delle nuove pulsar sono compresi nell'intervallo da 2,74 a 8,48 ms.
Secondo il giornale, 47 Tuc ac (periodo di spin di 2,74 ms) e 47 Tuc ad (periodo di spin di 3,74 ms) stanno eclissando "pulsar a ragno" con compagne di piccola massa e occultazioni regolari della loro emissione pulsata. 47 Tuc ac è risultato essere una "vedova nera" con un periodo orbitale di circa 0,18 giorni e una massa compagna minima di 0,0075 masse solari. Con un periodo orbitale di circa 0,32 giorni e una massa compagna minima di circa 0,2 masse solari, 47 Tuc annuncio risulta essere un "redback". Entrambe le MSP si trovano nell'ammasso globulare 47 Tuc, circa 15, 300 anni luce di distanza dalla Terra.
Con un periodo di rotazione a un livello di 6,09 ms, NGC 6624G è un MSP binario con un'orbita altamente eccentrica nell'ammasso NGC 6624. Ha un periodo orbitale di 1,54 giorni, Si stima che la massa della pulsar di circa 2,1 masse solari e la sua compagna siano circa la metà della massa del sole. Gli astronomi ipotizzano che la stella compagna potrebbe essere una nana bianca massiccia o una stella di neutroni. Un altro MSP trovato in questo cluster, designato NGC 6624H, è isolato e ha un periodo di spin di circa 5,13 ms.
M62G è un MSP binario con un'orbita circolare situato in un massiccio ammasso M62, circa 22, 000 anni luce di distanza. Ha un periodo di rotazione di circa 4,61 ms, periodo orbitale di circa 0,77 giorni e la massa del suo compagno è stimata in almeno 0,1 masse solari.
Il restante MSP binario, designato Ter 5 an (periodo di rotazione di 4,8 ms), ha un'orbita leggermente eccentrica con il periodo orbitale più lungo (circa 9,62 giorni) tra le cinque pulsar binarie appena rilevate. Si presume che l'oggetto secondario in questo sistema sia una nana bianca con una massa minima di 0,43 masse solari. L'oggetto fa parte dell'ammasso globulare Ter 5 situato nel rigonfiamento galattico.
Le pulsar isolate NGC 6522D e NGC 6752F hanno periodi di spin di 5,53 ms e 8,48 ms, rispettivamente. NGC 6522D risiede nel cluster NGC 6522, che è ad una distanza di circa 25, 000 anni luce, vicino al centro della nostra galassia. Quando si tratta dell'oggetto rotante più lento riportato nel giornale, si trova in un ammasso collassato noto come NGC 6752, circa 13, 000 anni luce di distanza.
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