Analizzando i dati della sonda Fermi della NASA e del telescopio Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC), un team internazionale di astronomi ha studiato una pulsar al millisecondo nota come PSR J0218+4232. Risultati dello studio, pubblicato il 25 agosto su arXiv.org, gettare più luce sull'emissione da questa sorgente.

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.

Ad una distanza di circa 10, 270 anni luce di distanza dalla Terra, PSR J0218+4232 (o J0218 in breve) è un MSP con un periodo di rotazione di 2,3 millisecondi. Ospita una compagna nana bianca con una massa di circa 0,2 masse solari, su un'orbita di due giorni. J0218 ha un campo magnetico estremamente forte al cilindro luminoso di circa 100, 000 G. Inoltre, la sua età caratteristica di circa 500 milioni di anni e un potere di spin-down di circa 240 decilioni di erg/s, ne fanno uno degli MSP più giovani ed energici conosciuti fino ad oggi.

Precedenti studi su J0218 hanno suggerito che potrebbe essere uno dei migliori candidati per la ricerca di emissioni di raggi gamma ad altissima energia (VHE) (oltre 100 GeV). Ecco perché un team di astronomi, guidato da Pablo M. Saz Parkinson dell'Università della California a Santa Cruz, deciso di analizzare i dati osservativi di questa pulsar ottenuti con Fermi e MAGIC.

"In questo documento, riportiamo i risultati di un'analisi di 11,5 anni di dati Fermi-LAT, insieme a ∼90 ore di dati da nuove osservazioni stereoscopiche MAGIC di J0218, raccolti da novembre 2018 a novembre 2019, utilizzando il sistema di soglia a bassa energia Sum-Trigger-II, " hanno spiegato i ricercatori.

Lo studio ha trovato prove per l'emissione pulsata da J0218 sopra 25 GeV, ma non è stata rilevata alcuna prova di emissione superiore a 100 GeV (VHE). Gli astronomi hanno cercato anche possibili emissioni superiori a 30 GeV nei dati di Fermi ma hanno scoperto che, nonostante la presenza di 10 eventi al di sopra di questa energia, la loro distribuzione in fase ha prodotto un p-value non significativo.

Per di più, i ricercatori hanno modellato lo spettro a banda larga di J0218 dall'ultravioletto (UV) ai raggi gamma VHE utilizzando un modello numerico di magnetosfera privo di forza per il campo magnetico globale, calcolare le traiettorie individuali delle particelle iniettate sulla superficie della stella di neutroni. Il modello è stato impiegato per spiegare la mancanza di emissione di VHE da J0218.

Riassumendo i risultati e la modellizzazione teorica, gli autori dell'articolo hanno concluso che sarà molto difficile rilevare l'emissione di VHE da J0218 utilizzando l'attuale generazione di telescopi. Questo potrebbe cambiare con il Cherenkov Telescope Array (CTA) che dovrebbe essere operativo nel 2022.

"Si prevede che il Cherenkov Telescope Array (CTA) abbia una sensibilità significativamente migliore rispetto a MAGIC nell'intervallo 10-100 GeV, e questa e altre pulsar saranno quindi i bersagli principali per l'osservazione, " hanno osservato gli astronomi.

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