In alto a sinistra:una gigantesca stella blu, molto più massiccia del nostro Sole, ha consumato, attraverso la fusione nucleare al centro, tutto il suo idrogeno, elio e gli elementi più pesanti fino al ferro. Ora ha un piccolo nucleo di ferro (punto rosso) al centro. A differenza delle prime fasi della fusione, la fusione degli atomi di ferro assorbe, anziché rilasciare, energia. L'energia rilasciata dalla fusione che ha trattenuto la stella contro il suo stesso peso ora è svanita e la stella collasserà rapidamente, innescando un'esplosione di supernova. In alto a destra:il collasso è iniziato, producendo una stella di neutroni superdensa con un forte campo magnetico a il suo centro (riquadro). La stella di neutroni, sebbene contenga circa 1,5 volte la massa del Sole, ha le dimensioni di Manhattan. In basso a sinistra:l'esplosione della supernova ha espulso un guscio di detriti in rapido movimento verso l'esterno nello spazio interstellare. In questa fase, il guscio di detriti è abbastanza denso da nascondere alla vista qualsiasi onda radio proveniente dalla regione della stella di neutroni. In basso a destra:quando il guscio di detriti dell'esplosione si espande nel corso di alcuni decenni, diventa meno denso e alla fine diventa abbastanza sottile che le onde radio dall'interno possano fuoriuscire. Ciò ha consentito alle osservazioni del VLA Sky Survey di rilevare l'emissione radio brillante creata mentre il potente campo magnetico della stella di neutroni in rapida rotazione attraversa lo spazio circostante, accelerando le particelle cariche. Questo fenomeno è chiamato nebulosa del vento pulsar. Credito:Melissa Weiss, NRAO/AUI/NSF
Gli astronomi che analizzano i dati del VLA Sky Survey (VLASS) hanno scoperto una delle più giovani stelle di neutroni conosciute, il residuo superdenso di una stella massiccia che è esplosa come una supernova. Le immagini del Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) della National Science Foundation indicano che un'emissione radio luminosa alimentata dal campo magnetico della pulsar rotante è emersa solo di recente da dietro un denso guscio di detriti dall'esplosione della supernova.
L'oggetto, chiamato VT 1137-0337, si trova in una galassia nana a 395 milioni di anni luce dalla Terra. È apparso per la prima volta in un'immagine VLASS realizzata nel gennaio del 2018. Non è apparso in un'immagine della stessa regione realizzata dal FIRST Survey del VLA nel 1998. Ha continuato ad apparire nelle successive osservazioni VLASS nel 2018, 2019, 2020 e 2022 .
"Quello che molto probabilmente vedremo è una nebulosa del vento pulsar", ha affermato Dillon Dong, un laureato al Caltech che inizierà una borsa di studio post-dottorato Jansky presso il National Radio Astronomy Observatory (NRAO) entro la fine dell'anno. Una nebulosa del vento pulsar viene creata quando il potente campo magnetico di una stella di neutroni in rapida rotazione accelera le particelle cariche circostanti quasi alla velocità della luce.
"Sulla base delle sue caratteristiche, questa è una pulsar molto giovane, forse appena 14 anni, ma non più vecchia di 60-80 anni", ha affermato Gregg Hallinan, consulente di dottorato di Dong al Caltech.
Gli scienziati hanno riportato le loro scoperte all'incontro dell'American Astronomical Society a Pasadena, in California.
Dong e Hallinan hanno scoperto l'oggetto nei dati di VLASS, un progetto NRAO iniziato nel 2017 per rilevare l'intero cielo visibile dal VLA, circa l'80% del cielo. Nell'arco di sette anni, VLASS sta effettuando una scansione completa del cielo tre volte, con uno degli obiettivi di trovare oggetti transitori. Gli astronomi hanno trovato VT 1137-0337 nella prima scansione VLASS del 2018.
Confrontando la scansione VLASS con i dati di una precedente indagine del cielo VLA chiamata FIRST ha rivelato 20 oggetti transitori particolarmente luminosi che potrebbero essere associati a galassie conosciute.
"Questo si è distinto perché la sua galassia sta vivendo un'esplosione di formazione stellare e anche per le caratteristiche della sua emissione radio", ha detto Dong. La galassia, chiamata SDSS J113706.18-033737.1, è una galassia nana contenente circa 100 milioni di volte la massa del Sole.
Nello studio delle caratteristiche di VT 1137-0337, gli astronomi hanno considerato diverse possibili spiegazioni, tra cui una supernova, un lampo di raggi gamma o un evento di interruzione delle maree in cui una stella viene distrutta da un buco nero supermassiccio. Hanno concluso che la migliore spiegazione è una nebulosa del vento pulsar.
Immagini VLA della posizione di VT 1137-0337 nel 1998, a sinistra, e nel 2018, a destra. L'oggetto è diventato visibile al VLA tra queste due date. Credito:Dong &Hallinan, NRAO/AUI/NSF
In questo scenario, una stella molto più massiccia del Sole è esplosa come una supernova, lasciandosi dietro una stella di neutroni. La maggior parte della massa della stella originale è stata espulsa verso l'esterno come un guscio di detriti. La stella di neutroni ruota rapidamente e, mentre il suo potente campo magnetico attraversa lo spazio circostante, accelera le particelle cariche, causando forti emissioni radio.
Inizialmente, l'emissione radio era bloccata alla vista dal guscio di detriti dell'esplosione. Man mano che il guscio si espandeva, diventava progressivamente meno denso fino a quando le onde radio della nebulosa del vento pulsar potevano passare.
"Questo è successo tra la PRIMA osservazione nel 1998 e l'osservazione VLASS nel 2018", ha detto Hallinan.
Probabilmente l'esempio più famoso di nebulosa del vento pulsar è la Nebulosa del Granchio nella costellazione del Toro, il risultato di una supernova che brillò brillantemente nell'anno 1054. Il Granchio è facilmente visibile oggi con piccoli telescopi.
"L'oggetto che abbiamo trovato sembra essere circa 10.000 volte più energetico del Granchio, con un campo magnetico più forte", ha detto Dong. "Probabilmente è un 'super granchio' emergente", ha aggiunto.
Mentre Dong e Hallinan considerano VT 1137-0337 molto probabilmente una nebulosa del vento pulsar, è anche possibile che il suo campo magnetico possa essere abbastanza forte da consentire alla stella di neutroni di qualificarsi come magnetar, una classe di oggetti supermagnetici. Le magnetar sono una delle principali candidate per l'origine dei misteriosi Fast Radio Bursts (FRB) ora oggetto di intenso studio.
"In tal caso, questa sarebbe la prima magnetar colta nell'atto di apparire, e anche questo è estremamente eccitante", ha detto Dong.
In effetti, è stato scoperto che alcuni Fast Radio Burst sono associati a sorgenti radio persistenti, la cui natura è anche un mistero. Hanno una forte somiglianza nelle loro proprietà con VT 1137-0337, ma non hanno mostrato prove di una forte variabilità.
"La nostra scoperta di una sorgente molto simile che si accende suggerisce che anche le sorgenti radio associate agli FRB potrebbero essere nebulose del vento pulsar luminose", ha detto Dong.
Gli astronomi hanno in programma di condurre ulteriori osservazioni per saperne di più sull'oggetto e per monitorarne il comportamento nel tempo. + Esplora ulteriormente
