Gli astronomi hanno individuato per la prima volta un getto di una stella di neutroni che sta cambiando direzione. Paragonato a un irrigatore da giardino, il getto proviene dall’oggetto fenomenale Circinus X-1, uno degli oggetti più luminosi e studiati nel cielo a raggi X. Tuttavia, si scopre che c’è ancora molto da scoprire su questo oggetto.
Circinus X-1 è un sistema binario composto da una stella di neutroni, i resti estremamente densi di una stella esplosa come supernova, orbitata da una stella compagna dalla quale sottrae materiale. Questo materiale viene attratto dalla stella di neutroni formando un disco di accrescimento attorno ad essa. Parte di questo materiale viene espulso dal sistema sotto forma di potenti getti.
Questi getti sono comunemente osservati attorno ai buchi neri, ma Circinus X-1 è stata la prima stella di neutroni a mostrare getti, già nel 2007. Questi getti si muovono a velocità incredibili, spesso vicine a quella della luce, e possono influenzare significativamente il materiale circostante. Curiosamente, ora si è osservato che il getto non procede in linea retta, come illustrato da Fraser Cowie dell’Università di Oxford, che ha presentato la nuova ricerca:
L’interazione tra la stella rotante e il disco di materiale crea una precessione. Proprio come una trottola che rallenta, la direzione della rotazione della stella di neutroni e del suo getto sta cambiando. Questo movimento fa sembrare il getto come un irrigatore da giardino o addirittura come il nastro di una ginnasta.
I dettagli inediti del getto
Le osservazioni sono state effettuate dal telescopio MeerKAT in Sudafrica. Questo telescopio, grazie a recenti aggiornamenti, ha migliorato la sensibilità e la risoluzione delle osservazioni radio, permettendo ai ricercatori di vedere dettagli mai osservati prima nel getto di Circinus X-1, scoprendo così una struttura a forma di S.
L’accrescimento di materiale sulla stella di neutroni è un processo estremamente energetico. Le stelle di neutroni sono così dense che un cucchiaino di materiale pesa quanto il Monte Everest. Quando il materiale cade su questi oggetti estremamente densi, può rilasciare l’energia di un milione di Soli in un solo secondo. Parte di quell’energia spinge via parte del materiale in caduta formando il getto.
Il getto di Circinus X-1 si muove a velocità comparabili a quella della luce. Questo getto, muovendosi nello spazio circostante, si scontra con il materiale presente intorno al sistema binario, creando delle onde d’urto chiamate shock di terminazione. Questi shock si muovono al 10% della velocità della luce, e la loro osservazione in un sistema binario a raggi X è una novità assoluta.
La struttura del getto, osservata come una linea a forma di S, è un’indicazione della precessione del getto stesso, causata dall’interazione dinamica tra la stella di neutroni e il disco di accrescimento. Questo fenomeno è simile a quello di una trottola che cambia direzione mentre rallenta. La scoperta è stata resa possibile grazie alle osservazioni continue del telescopio MeerKAT, che permette di monitorare come la fonte cambia nel tempo.
Cowie ha commentato i risultati dello studio:
Continuiamo a prendere osservazioni con MeerKAT ogni settimana. Possiamo fare due cose con questi dati: possiamo sommare tutte le immagini insieme per cercare nuove strutture ancora più deboli, oppure possiamo iniziare a osservare come la fonte cambia nel tempo.
La ricerca è stata presentata al National Astronomy Meeting il 15 luglio 2024. Questi risultati non solo gettano nuova luce su Circinus X-1, ma contribuiscono anche a una comprensione più approfondita dei fenomeni associati alle stelle di neutroni e ai loro getti.