[lid] L’Osservatorio HESS registra 20 fotoni tera-elettronvolt provenienti dalla pulsar Vela.

I ricercatori presumono che le particelle di luce infrarossa (fotoni) provenienti dai poli della pulsar siano potenziate alle energie dei raggi gamma da elettroni veloci (blu). Immagine: Laboratorio di comunicazione scientifica per DESY

Utilizzando l’osservatorio HESS in Namibia, un gruppo di ricerca internazionale ha scoperto i raggi gamma più energetici fino ad oggi provenienti da una pulsar, una stella morta e bruciata. La radiazione registrata ha circa diecimila miliardi di volte più energia della luce visibile. L’osservazione è difficile da conciliare con l’attuale teoria su come viene generata tale radiazione gamma pulsata, come riporta il team internazionale sulla rivista Nature Astronomy.Le pulsar sono i resti di stelle esplose in modo spettacolare in una supernova. L’esplosione lascia dietro di sé una piccola stella morta con un diametro di soli 20 chilometri circa, che ruota estremamente velocemente e possiede un enorme campo magnetico. “Queste stelle morte sono costituite quasi interamente da neutroni e sono incredibilmente dense: un cucchiaino del loro materiale pesa più di cinque miliardi di tonnellate, ovvero circa 900 volte il peso della Grande Piramide di Giza”, spiega la scienziata dell’HESS Emma de Oña Wilhelmi del DESY , coautore della pubblicazione.Le pulsar inviano raggi circolari nello spazio come una sorta di faro cosmico. Mentre il suo raggio attraversa il nostro sistema solare, vediamo lampi di radiazione a intervalli regolari. Questi lampi possono essere osservati a numerose lunghezze d’onda dello spettro elettromagnetico, dalle onde radio ai raggi gamma. Secondo la teoria attuale, la radiazione proviene da elettroni veloci che vengono accelerati e deviati dai forti campi magnetici della pulsar. Gli elettroni si muovono dalla superficie della pulsar verso il bordo della sua magnetosfera. “Durante il loro viaggio verso l’esterno, gli elettroni assorbono energia e la rilasciano sotto forma di radiazione osservata”, afferma il coautore Bronek Rudak del Centro Astronomico Nicolaus Copernicus (CAMK PAN) in Polonia. La pulsar Vela si trova nel cielo australe nella costellazione della Vela (Vela della Nave). È la pulsar più luminosa nella banda radio dello spettro elettromagnetico e la sorgente continua più brillante di raggi gamma cosmici nella gamma dei gigaelettronvolt. Ruota circa undici volte al secondo. Tuttavia, al di sopra di pochi gigaelettronvolt (GeV), la sua radiazione si interrompe bruscamente, presumibilmente perché gli elettroni raggiungono l’estremità della magnetosfera della pulsar e ne fuggono.Ma come si è scoperto ora, non è tutto: HESS ha registrato una nuova componente di radiazione a energie ancora più elevate. Questi quanti gamma cosmici avevano un’energia fino a 20 teraelettronvolt (TeV). “Si tratta di circa 200 volte più energia di tutta la radiazione misurata finora da questo oggetto”, afferma il coautore Christo Venter della North-West University in Sud Africa.Questo componente appena scoperto si verifica in sincronia con la radiazione nella gamma dei GeV. Uhm Per raggiungere queste enormi energie, gli elettroni dovrebbero essere accelerati più di quanto sia effettivamente possibile nella magnetosfera, e il ritmo dell’emissione deve rimanere intatto.”Questo risultato mette alla prova la nostra precedente conoscenza delle pulsar e richiede un ripensamento della teoria su come funzionano questi acceleratori naturali”, afferma Arache Djannati-Atai del laboratorio di astroparticelle e cosmologia APC in Francia, che ha guidato la ricerca. L’accelerazione delle particelle lungo le linee del campo magnetico all’interno o leggermente all’esterno della magnetosfera non può spiegare adeguatamente le nostre osservazioni. Forse stiamo assistendo all’accelerazione delle particelle attraverso la cosiddetta riconnessione magnetica oltre il cilindro di luce, in cui lo schema di rotazione è ancora in qualche modo Ma anche questo scenario ha difficoltà a produrre radiazioni ad energia così elevata.”I teorici devono quindi sviluppare nuovi modelli.Comunque venga generata la radiazione, la pulsar Vela, tra gli altri superlativi, ora detiene ufficialmente il record come pulsar con la radiazione gamma più energetica mai scoperta da un oggetto del genere. “Questa scoperta apre una nuova finestra di osservazione per la scoperta di altre pulsar nell’intervallo di poche decine di tera-elettronvolt con gli attuali e futuri telescopi gamma più sensibili, aprendo la strada per una migliore comprensione dei processi di accelerazione estrema nei sistemi astrofisici altamente magnetizzati. oggetti”, dice Djannati-Atai.