Scoperta la prima stella di neutroni rotante nella galassia di Andromeda

Il progetto EXTRAS, finanziato dall’UE, dopo aver esaminato i dati raccolti dal telescopio spaziale XXM-Newton dell’Agenzia spaziale europea (ESA), ha annunciato la scoperta della prima stella di neutroni rotante confermata nella vicina galassia di Andromeda.

La galassia di Andromeda (o M31) è la galassia più vicina alla nostra Via Lattea ed è un diffuso argomento di studio tra gli astronomi. Nelle notti limpide e distanti dall’inquinamento luminoso urbano, è possibile vedere Andromeda a occhio nudo, mentre con degli osservatori potenti è possibile guardare in profondità al suo interno. Andromeda è infatti stata approfonditamente studiata per decenni da telescopi che coprono l’intero spettro elettromagnetico.

Nonostante sia stata al centro dell’attenzione degli astronomi, una classe particolare di oggetti non era mai stata individuata, finora: le stelle di neutroni rotanti.

Una stella di neutroni rotante è formata dai resti piccoli ed estremamente densi di una stella un tempo enorme, che è esplosa come una potente supernova al termine del suo naturale ciclo di vita. Spesso queste stelle ruotano molto rapidamente, sono gli oggetti stellari più piccoli noti alla scienza e possono emettere a intervalli regolari impulsi di radiazioni verso la Terra. Esse sono comuni nella Via Lattea – gli astronomi stimano ve ne siano oltre 100 milioni – ma sono rimaste inafferrabili all’interno di Andromeda.

Il progetto EXTRAS (Exploring the X-ray Transient and Variable Sky) è stato avviato per intraprendere un programma senza precedenti per cercare e caratterizzare fonti variabili nella gamma dei raggi X molli di dati raccolti dal telescopio XXM-Newton. Questo include una ricerca di transienti veloci, non colti dall’analisi standard delle immagini, oltre alla ricerca e caratterizzazione della variabilità in decine di migliaia di fonti su un’ampia gamma di periodi temporali. Attraverso questo processo, che cerca in modo sistematico all’interno degli archivi di XXM-Newton, gli astronomi di EXTRAS hanno scoperto il segnale di una fonte insolita proveniente da Andromeda compatibile con il profilo di una stella di neutroni in rapida rotazione.

La stella di neutroni in questione, recentemente chiamata 3XMM J004301.4+413017, ruota ogni 1,2 secondi e sembra nutrirsi di una stella vicina che compie un’orbita attorno ad essa ogni 1,3 giorni. Molte stelle di neutroni si trovano in simili sistemi binari, rendendone l’individuazione più semplice per gli astronomi. Esse cannibalizzano la loro stella compagna, attirandone i gas nei propri campi magnetici.

“Ci aspettavamo di individuare segnali periodici tra gli oggetti che emettono raggi X più brillanti su Andromeda, in linea con quello che avevamo già scoperto negli anni sessanta e settanta del secolo scorso nella nostra Via Lattea,” ha commentato Gian Luca Israel, uno degli astronomi del progetto EXTRAS, dell’Istituto nazionale di astrofisica (INAF). “Ma pulsar a raggi X persistenti e brillanti come questa rappresentano ancora qualcosa di insolito, quindi non era sicuro che ne avremmo trovata una su Andromeda.”

Il team del progetto ha cercato nei dati negli archivi relativi ad Andromeda nel periodo 2000-13, ma è stato appena nel 2015 che sono riusciti infine a identificare questo oggetto nella spirale esterna di Andromeda, in solo due delle 35 misurazioni studiate. Anche se la natura precisa del sistema rimane poco chiara, i dati suggeriscono comunque che si tratti di una scoperta sia insolita che straordinaria.

Gli astronomi europei si trovano adesso in una posizione migliore per scoprire altri oggetti come 3XMM J004301.4+413017, sia con XMM-Newton che con missioni future come ad esempio ATHENA, l’osservatorio ad alta energia di prossima generazione dell’ESA.

Il progetto EXTRAS è iniziato a settembre 2013 e proseguirà fino a gennaio 2017.