Scoperta struttura binaria in una sorgente radio

Nel lavoro condotto dai ricercatori dell'Università di Barcellona, ​​per la prima volta è stata determinata la morfologia di una sorgente radio estesa in un sistema binario formato da una pulsar e una stella massiccia. 

In alcuni sistemi, le forti interazioni dei venti stellari producono raggi gamma di alta energia di radiazioni, fino a 10 milioni di volte più energetici della luce visibile. I risultati, pubblicati sull'Astrophysical Journal Letters, mostrano per la prima volta l'effetto dei venti in collisione a sostegno dei modelli teorici esistenti della radiazione emessa da questo tipo di sistemi binari ad alta energia, noti come binarie a raggi gamma.

I ricercatori hanno studiato il sistema binario a raggi gamma formato da una pulsar (PSR B1259-63, (una stella di neutroni con un raggio di circa 10 km che gira molto veloce) e una stella massiccia (LS 2883), che è 30 volte la massa del Sole.

I ricercatori dell'UB ci dicono che è la prima volta che qualcuno è stato in grado di osservare la morfologia, in diverse posizioni dell'orbita, della sorgente radio di un sistema binario di raggi gamma in cui si conoscono le proprietà della pulsar. I risultati mostrano come l'emissione forma un tipo di coda cometaria che si muove attorno all pulsar fuori della sua orbita. Essi hanno così potuto vedere che la sorgente radio è fino a dieci volte più grande dell'orbita del sistema binario.

L'emissione radio è prodotta durante il passaggio al periastro del sistema, che è il punto in cui le due componenti del sistema binario sono una all'opposto dell'altra, una volta ogni 3,4 anni. E' stato dimostrato che l'emissione radio è causata della radiazione di sincrotroni prodotti dagli elettroni che sfuggono dal sistema binario a velocità relativistiche fino a 100.000 km al secondo. Ciò ha consentito di raggiungere dei limiti che dovranno essere immessi sulla magnetizzazione, che è essenziale per capire il vento relativistico emesso dalla pulsar.

Il sistema PSR 2883 B1259-63/LS è posto a circa 7.500 anni luce di distanza dal Sole, in direzione della costellazione del Centauro. L'orbita della pulsar è 14 volte più grande dell'orbita della Terra intorno al Sole, ma a causa della sua estrema eccentricità, la pulsar passa in soli 0,9 UA (unità astronomiche: la distanza Terra-Sole) durante il periastro. A queste brevi distanze il vento potente dalla stella massiccia, che viaggia a oltre 1.000 km al secondo, si scontra con il vento dalla pulsar, che è meno denso, ma che viaggia a 100.000 km al secondo. Questo urto tra i venti accelera le particelle che emettono fotoni per tutto l'intero spettro elettromagnetico mediante emissione di sincrotroni e particelle Compton (La lunghezza d'onda Compton è una rappresentazione fisica della massa che è stata convertita in energia, si utilizza spesso in quelle equazioni che si riferiscono alla conversione di massa in energia, o nell'interazione dei fotoni con la massa.). Le nuove osservazioni radio mostrano direttamente la radiazione nella coda di particelle accelerate nell'urto, che si sviluppa su circa 120 UA. Questo ha permesso ai ricercatori di dedurre le condizioni alle quali accelerate le particelle durante gli urti.

Le osservazioni del sistema binario PSR B1259-63/LS 2883 sono state effettuate utilizzando il radio telescopio australiano Long Baseline Array (LBA) composto da cinque antenne separate da distanze fino a 1.500 km. Utilizzando le tecniche di interferometria, questa rete di radiotelescopi ha permesso ai ricercatori di esplorare scale spaziali dell'ordine di 0,02 secondi d'arco, una risoluzione senza precedenti per le osservazioni di questo sistema binario. Per dare un'idea della risoluzione in questione,  sarebbe come riprendere dalla Terra la superficie della Luna a soli 40 metri.

La ricerca è stata effettuata da Javier Moldón, Marc Ribo e Josep Maria Paredes, del Dipartimento di Astronomia e Meteorologia presso l'Università di Barcellona e l'Istituto di Scienze Cosmos UB, insieme a Simon Johnston, del Telescope National Facility Australia (Australia) e Adam Deller, del National Radio Astronomy Observatory (USA).

Foto in alto: Le immagini sono state scattate 1 e 21 giorni dopo il passaggio al periastro di PSR B1259-63 intorno alla stella massiccia LS 2883 con il radio interferometro Long Baseline Array (LBA). Il cambiamento di colore rappresenta l'intensità della radiazione rilevata. La piccola ellisse verde è la proiezione dell'orbita del sistema binario e la linea nera mostra un modello della traiettoria del flusso nebulare di particelle che emettono la radiazione di sincrotroni. (Credit: Immagine gentilmente concessa da Universidad de Barcelona)

Traduzione a cura di Arthur McPaul 

Fonte: http://www.sciencedaily.com/releases/2011/04/110429120134.htm