Gigantesche esplosioni alimentano i getti delle stelle neutroni

Esiste una connessione tra i potenti getti di materia emessi dalle stelle di neutroni in accrescimento e le esplosioni termonucleari di raggi X che si verificano sulla loro superficie: lo dimostra su Nature lo studio internazionale guidato dall’Istituto Nazionale di Astrofisica, che per la prima volta ha permesso di misurare in maniera diretta la velocità di un getto migliorando la comprensione del meccanismo di lancio.

Le stelle di neutroni sono i resti di stelle massicce che hanno concluso la loro evoluzione con un’esplosione di supernova. Caratterizzati da un’enorme massa compressa in un volume molto piccolo (motivo per cui vengono anche chiamati oggetti compatti), questi corpi celesti possono trascorrere la loro esistenza in solitudine oppure in sistemi binari, attraendo materia dalla stella compagna per aumentare la propria massa. La materia così accumulata in grandi quantità sulla superficie può raggiungere valori di temperatura e densità tali innescare potenti esplosioni termonucleari simili a quelle delle bombe a idrogeno, con improvvisi e luminosi lampi di raggi X denominati burst di tipo I.

Parte della materia in ingresso viene anche espulsa nello spazio sotto forma di potenti getti. Per capire come vengono lanciati, i ricercatori hanno studiato due sistemi binari (4U 1728-34 e 4U 1636-536): le osservazioni in banda X, che tracciano il flusso di accrescimento della stella di neutroni, sono state condotte con il satellite Integral dell'Agenzia Spaziale Europea, mentre il monitoraggio in banda radio, che permette di studiare l’emissione dei getti, è stato condotto con l’Australia Telescope Compact Array dell'Agenzia scientifica nazionale australiana (Csiro). L’obiettivo dei ricercatori era individuare eventuali cambiamenti nell’emissione radio in seguito al verificarsi dei burst di tipo I e infatti li hanno trovati: incrementi della luminosità radio, detti flare, sono stati osservati entro pochi minuti dopo ogni singola esplosione termonucleare. Mettendo insieme i pezzi del puzzle, sono giunti alla conclusione che l’evoluzione dei getti è strettamente correlata a queste esplosioni.

Studiando il sistema binario 4U 1728-34, i ricercatori hanno anche scoperto che il gas nel getto si muove a circa un terzo della velocità della luce. Ora che è disponibile un metodo robusto per misurare la velocità dei getti, sarà più facile determinare il meccanismo che guida il loro lancio.