Gli astronomi hanno scoperto una rara binaria “vedova” con l’orbita più corta finora

Prestito: Pixabay / CC0 di pubblico dominio

Il lampo di una stella vicina ha portato gli astronomi del MIT in un nuovo misterioso sistema a 3000 anni luce dalla Terra. La stranezza stellare è come una nuova “vedova gemella”: una stella di neutroni o pulsar che gira velocemente e consuma lentamente la stella compagna più piccola, come fa il suo omonimo aracnide con la sua compagna.

Gli astronomi conoscono circa due dozzine di vedove nella Via Lattea. Questo nuovo candidato, chiamato ZTF J1406 + 1222, ha la regione orbitale più corta mai scoperta, dove la pulsar e la sua stella compagna ruotano a circa 62 minuti di distanza l’una dall’altra. Il sistema è unico in quanto sembra ricevere una terza stella distante che orbita attorno a due stelle interne ogni 10.000 anni.

Questa probabilmente tripla vedova solleva interrogativi su come si sarebbe potuto formare un tale sistema. Sulla base delle sue osservazioni, il team del MIT offre una storia delle origini. Questo particolare ammasso potrebbe essere deviato al centro della Via Lattea, dove la gravità della cavità centrale era sufficiente a separare l’ammasso e lasciare intatta la triplice vedova.

“È uno scenario difficile per partorire”, ha detto Kevin Berge, uno studente post-laurea al Papallardo nel MIT. “Questo sistema probabilmente nuota più a lungo nella Via Lattea rispetto al maschio”.

Berge è l’autore della ricerca che appare Natura: che descrive in dettaglio la scoperta della squadra. I ricercatori hanno utilizzato un nuovo approccio per scoprire il triplo sistema. La maggior parte dei gemelli delle vedove viene rilevata dall’emissione di raggi X della pulsar centrale, il team ha utilizzato la luce visibile, in particolare lo scintillio di una stella del compagno gemello ZTF J1406 + 1222.

“Questo sistema è davvero unico per quanto riguarda le vedove, perché lo abbiamo trovato nella luce visibile a causa della sua ampia compagna, il fatto che provenisse dal centro della galassia”, afferma Berge. “C’è ancora molto che non capiamo. Ma abbiamo un nuovo modo di cercare questi sistemi nel cielo”.

I coautori dello studio sono coautori di numerose istituzioni, tra cui l’Università di Warwick, il Caltech, l’Università di Washington, la McGill University e l’Università del Maryland.

Giorno e notte

I dispositivi binari della vedova sono alimentati da pulsar, stelle di neutroni a rotazione rapida, che sono i nuclei collassati di stelle massicce. Le pulsar hanno un ciclo a vortice che ruota ogni pochi millisecondi, emettendo raggi gamma ad alta energia.

Di solito, le pulsar ruotano և e muoiono rapidamente perché bruciano molta energia. Ma una stella che passa può dare nuova vita alla pulsar. Quando la stella si avvicina, l’attrazione gravitazionale della pulsar estrae il materiale dalla stella, dandogli nuova energia per ruotare con la pulsar. La pulsar “riciclata” inizia quindi a irradiare energia, che espone ancora di più la stella, distruggendola infine.

“Questi sistemi sono chiamati vedove a causa del modo in cui la pulsar consuma l’oggetto che lo ricicla, proprio come un ragno mangia il suo compagno”, afferma Berge.

Ad oggi, due varianti di ciascuna vedova sono state rilevate dai raggi X della pulsar. Berge è apparso per la prima volta su ZTF J1406 + 1222 attraverso lo sfarfallio ottico di una stella compagna.

Si scopre che il lato diurno di una stella compagna, il lato che guarda costantemente la pulsar, può essere molte volte più caldo del lato notturno, a causa della costante radiazione ad alta energia che riceve dalla pulsar.

“Ho pensato, invece di guardare direttamente la pulsar, provare a cercare la stella che sta facendo”, spiega Berge.

Ha ragionato sul fatto che se gli astronomi osservassero una stella la cui luminosità cambia periodicamente di una quantità enorme, sarebbe un forte segnale che è in unione binaria con una pulsar.

Movimento a stella

Per testare questa teoria, Berge և ei suoi colleghi hanno studiato i dati ottici presi dallo Zwicky Transient Facility, un osservatorio con sede in California che cattura immagini su larga scala del cielo notturno. Il team ha studiato la luminosità delle stelle per vedere se qualcuna di esse è cambiata drasticamente di un fattore 10 o più in circa un’ora o meno, indicando la presenza di una stella compagna in orbita attorno a una pulsar.

Il team è stato in grado di selezionare le coppie di decine di vedove famose, confermando l’accuratezza del nuovo metodo. Poi hanno notato una stella la cui luminosità cambiava da 13 a 62 ogni minuto, indicando che probabilmente faceva parte di una nuova coppia di stelle che chiamarono ZTF J1406 + 1222.

Hanno cercato la stella a seguito delle osservazioni di Gaia, gestite dall’Agenzia spaziale europea, che effettua misurazioni accurate della posizione e del movimento delle stelle nel cielo. Guardando indietro alle misurazioni vecchie di decenni della stella Sloan Digital Sky Survey, il team ha scoperto che il binario sta guardando indietro a un’altra stella lontana. A giudicare dai loro calcoli, questa terza stella sembra ruotare attorno al binario interno ogni 10.000 anni.

È interessante notare che gli astronomi non hanno rilevato direttamente i raggi gamma o i raggi X nel sistema binario, che è una tipica conferma delle vedove. Pertanto, ZTF J1406 + 1222 è considerato il doppio del candidato, cosa che il team spera di confermare in osservazioni future.

“Una cosa che sappiamo per certo è che vediamo una stella il cui lato diurno è molto più caldo di quello notturno, che orbita intorno a qualcosa ogni 62 minuti”, afferma Berge. “Sembra che tutto mostri che si tratta di una doppia versione di queste vedove. “Ma ci sono alcune cose strane al riguardo, quindi potrebbe essere qualcosa di completamente nuovo.”

Il team prevede di continuare a considerare il nuovo sistema, oltre a utilizzare la tecnologia ottica per illuminare più stelle di neutroni nel cielo, comprese le vedove.


Lo studio esamina il comportamento di un impulso PSR J0610-2100 di un millisecondo “vedova”.


Informazioni aggiuntive.
Ken Berge, in un’ampia doppia tripletta gerarchica dell’orbita di un orbitale di 62 minuti, Natura: (2022). DOI: 10.1038 / s41586-022-04551-1: www.nature.com/articles/s41586-022-04551-1:

Fornito dal Massachusetts Institute of Technology

Citazione:Gli astronomi hanno scoperto una rara doppia “vedova” con l’orbita più corta finora (4 maggio 2022), scattata il 4 maggio 2022 https://phys.org/news/2022-05-astronomers-rare-black-widow- da binario. .html:

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