Documenti storici di diverse culture riportano la comparsa di una stella estremamente luminosa nel cielo nell'anno 1054. Successivamente il fenomeno fu interpretato dagli astronomi come una supernova. Questa esplosione stellare ha dato origine alla Nebulosa del Granchio, una formazione di gas e polvere che ospita al suo centro una stella di neutroni in rapida rotazione.
Chiamato “Crab Pulsar”, questo oggetto è notevole per le sue emissioni di radiazioni, che includono un modello insolito noto come “zebra”, identificato per la prima volta nel 2007, con una particolare spaziatura delle bande. Le emissioni della pulsar variano in frequenze da 5 a 30 gigahertz, rendendole simili a quelle utilizzate dalle microonde. Questo comportamento non è mai stato osservato in altre pulsar conosciute.
La Nebulosa del Granchio ripresa dal telescopio spaziale Hubble. Crediti: HST/NASA/ESA
Mikhail Medvedev, astrofisico dell'Università del Kansas, USA, ha deciso di studiare questo modello utilizzando una tecnica innovativa per misurare la densità del plasma attorno alla pulsar – e i suoi risultati sono stati pubblicati questo mese sulla rivista Lettere di revisione fisica.
Questo plasma, composto da particelle cariche, interagisce con la radiazione emessa dalla stella. Lo studio ha rivelato come queste dinamiche causino il modello “zebra” osservato nelle emissioni delle pulsar.
Crab Pulsar ha accumulato moltissima energia in breve tempo
Secondo la ricerca, la pulsar emette fasci di radiazioni simili a un faro. Mentre la stella ruota, questi raggi passano ripetutamente intorno alla Terra, creando impulsi che vengono rilevati. La pulsar si trova a circa 6.000 anni luce di distanza ed emette radiazioni a varie frequenze. Tuttavia, il motivo “zebrato” appare solo in una componente specifica di questa radiazione.
Simulazione della radiazione a “zebra” emessa dal Crab Pulsar. Credito: Michail Medvedev
Medvedev ha scoperto che il modello è causato dalla diffrazione del plasma in prossimità della pulsar. Utilizzando lo schema di diffrazione, è stato in grado di mappare la distribuzione del plasma nella magnetosfera della stella. Il processo funziona come una tomografia, rivelando dettagli sulla struttura interna della pulsar. Questa tecnica offre nuove informazioni su come il plasma influenza la radiazione emessa dalla stella di neutroni.
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Sebbene la Pulsar del Granchio sia una stella giovane, di circa mille anni, è altamente energica. Esistono altre pulsar giovani ed energetiche che possono essere analizzate con la stessa tecnica. Medvedev ritiene che questo approccio consentirà una migliore comprensione delle pulsar, in particolare di quelle utilizzate per testare la Teoria della Relatività Generale di Einstein.
In una dichiarazione, Medvedev ha sottolineato il carattere senza precedenti della sua ricerca. “Altri ricercatori hanno proposto vari meccanismi di emissione, ma nessuno ha spiegato in modo convincente i modelli osservati”.
Con questa scoperta, gli astronomi ora dispongono di uno strumento più preciso per esplorare le stelle di neutroni. La tecnica di Medvedev apre nuove possibilità per studiare il comportamento e la struttura di questi corpi enigmatici.
La radiazione post “zebraica” della Crab Pulsar viene decifrata da un astrofisico apparso per la prima volta su Olhar Digital.