"SORGENTI X TRANSIENTI E STELLE DI NEUTRONI"

Tra le nuove leve che in Astronomia hanno arricchito in anni recenti lo zoo di oggetti esotici figurano le cosiddette “sorgenti X ad emissione transiente”.

Loro responsabili sono coppie formate da una stella di neutroni legata gravitazionalmente ad una caldissima stella di tipo Be. Proprio la sigla “e” posta accanto al tipo spettrale (B) è la chiave per l’interpretazione di questi inconsueti e allo stesso tempo violenti fenomeni: essa, infatti, indica la presenza di linee di emissione cosiddette “proibite” nei loro spettri, indice che queste stelle possiedono basse densità: il che, quindi, induce a trattarsi esclusivamente di stelle giganti, le cui linee di emissione, parallelamente ad un eccesso di radiazione infrarossa riscontrato per stelle così calde, sono attribuibili a gas che la stella rilascia a livello equatoriale formando anelli toroidali che si dispongono attorno ad esse generalmente a distanze dell’ordine dei 30-40 raggi stellari.

Elaborazione al computer relativa alla formazione di un disco di materiale gassoso fino a 60 raggi stellari da una stella Be

La causa del rilascio di questo materiale gassoso è dovuta alla forza centrifuga della stella che bilancia la gravità a livello equatoriale; in altre parole, queste stelle possiedono elevatissime rotazioni sul proprio asse, solitamente attorno ai 200 km/s o addirittura maggiori: valori compresi tra 0,5 e addirittura 0,9 quello critico per il quale l’intera struttura stellare può essere ancora tenuta assieme e non sfaldarsi! Tra le più note e meglio studiate Be figurano Achernar (α Eri), α Ara, γ Cas, κ CMa, Gomeisa (β CMi) e ζ Tau.

 

Solitamente, le orbite di stelle a neutroni legate a compagne di tipo Be (o ancora più calde) sono ampie e spesso molto eccentriche; a causa di queste particolari configurazioni geometriche, avviene quindi che le pulsar, di tanto in tanto, si avvicinino ai dischi di gas rilasciati dalle compagne giganti, addirittura attraversandoli in alcuni casi: la cattura di tale materiale da parte delle stelle degeneri, che va ad impattare su queste generando aree ad elevatissima temperatura, le porta a divenire quindi sorgenti di raggi X.

 

Il problema, in questi casi, è che l’apparizione di queste sorgenti è temporanea - l’intermittenza o, meglio, “l’accensione” di queste sorgenti X può variare con mesi o addirittura anni di ritardo tra un episodio e l’altro - e non duratura nel tempo; per qualche strana ragione non ancora ben compresa, il materiale disco toroidale generato dalla stella Be si espande e successivamente si contrae (comportamento nel quale, molto probabilmente, vi è zampino delle loro rotazioni critiche che, per qualche strano motivo, verrebbero smorzate, inducendo quindi rigetti alternati di materiale) lasciando a volte la stella di neutroni “a secco” allorché questa, tornando ad avvicinarsi, trova il disco toroidale con densità minima o, in altri casi, affatto esistente.

 

Episodi di questo tipo accadono anche laddove, al posto di una gigante Be, le stelle di neutroni sono accoppiate a quelle che sono le più estreme tra le stelle, le cosiddette stelle supergiganti di tipo O, le più calde e luminose presenti nel Cosmo assieme alle stelle WR.

In questi casi - noti nella terminologia d’uso come “Supergiant Fast X-ray Transients” o più semplicemente “SFXTs” -  l’emissione X da parte delle pulsar cresce in intensità in tempi brevissimi, compresi tra poche decine di minuti e qualche ora, comportamento che è evidentemente dovuto o alla natura intrinseca delle compagne supergiganti o alla geometria delle orbite delle stelle degeneri poste attorno a stelle O così estreme, che sono anche tra le più massicce conosciute. L’intensità di queste estreme sorgenti X transienti sprigionate dalle SFXTs è tale che questi brevi “lampi” - a tutti gli effetti, questi episodi  possono essere così definiti - raggiungono intensità fino a 100 mila volte quelle riscontrate nei periodi di quiete!

Uno dei primi e finora meglio studiati oggetti di questo tipo è XTE J1739–302, individuato nel 1997 allorché rimase attivo un solo giorno per poi ripetersi nel 2008; proprio di recente, un’altra sorgente ricorrente di questo tipo, nota con la sigla IGR J17544−2619, ha sprigionato un eccezionale lampo X (rilevato dal satellite NASA Swift e studiato da un team composto da astronomi anche italiani) che ha superato non solo di una decina di volte il proprio record di luminosità osservato in eventi passati ma, addirittura, il limite massimo di luminosità che sorgenti di questo tipo dovrebbero esibire.