Mega ciao!
E’ il 1981 e gli astronomi stanno usando Einstein (non zio Albert, ma il satellite) per mappare il cielo nei raggi X. Nelle immagini notano delle sorgenti puntiformi, situate al di fuori del nucleo della galassia ospite, che hanno una luminosità pazzesca. Pensate che è talmente alta che supera il limite di Eddington! Cosa vuol dire?
Sir Arthur Eddington, un fan/amico di Einstein (zio Albert, non il satellite), nel 1917 sfornò la formula della luminosità critica oltre la quale una stella non può emettere altrimenti sarebbe distrutta dalle forze di pressione. Questo discorso può essere applicato anche ad oggetti compatti, cioè pulsar e buchi neri, in accrescimento. Se assumiamo che questi oggetti siano in accrescimento sferico, la loro luminosità non può superare il limite di Eddington perchè altrimenti la forza di gravità agente sulla coppia elettrone-positrone sarebbe superata dalla forza di radiazione (diretta verso l’esterno). A quanto equivale questo limite? E’ descritto da una formula semplicissima, in cui ci sono un sacco di belle costanti. Inserendo i dati risulta:
LEdd =1.3×1038 (M/MSole) erg/s
La cosa fortissima è che ci sono pulsar e buchi neri che superano questa luminosità critica e per questo vengono chiamate sorgenti X ultraluminose. In particolare, alcune giovani pulsar possono raggiungere luminosità in banda X superiori a 1039 erg/s. Pare che il motivo sia che il disco di accrescimento è interrotto vicino alla magnetosfera, dove il materiale, seguendo le linee di forza del campo magnetico, arriva in una piccola area attorno ai poli magnetici della stella formando una colonna di accrescimento. L’emissione è concentrata proprio in questa colonna e viene sparata nello spazio in direzione perpendicolare alle linee di forza del campo magnetico. Qualche chilometro sopra la superficie della stella di neutroni si formano delle onde d’urto. Quando il tasso di accrescimento supera un valore critico, il flusso di materiale è composto da plasma ad alta densità che affonda gradualmente nel campo gravitazionale della stella, diventando otticamente spesso. Con questo meccanismo le pulsar possono raggiungere luminosità di 1040 erg/s. Ma come facciamo a sapere che alcune sorgenti X ultraluminose sono composte da pulsar in accrescimento?
La risposta arriva direttamente dalla mia galassia preferita: M82, galassia starburst situata nella costellazione dell’Orsa Maggiore a circa 11 milioni e 700 mila anni luce di distanza da noi. In M82 ci sono addirittura 4 sorgenti X ultraluminose. Una di queste, chiamata M82 X-2, pulsa con un periodo di 1.37 secondi e con una pulsazione sinusoidale. Sta accrescendo materia da una stella compagna con una massa di circa 5.2 masse solari. La pulsar orbita attorno alla stella compagna seguendo un’orbita circolare, con un periodo orbitale di 2.5 giorni e un semiasse maggiore di circa 7 milioni di chilometri (quindi sono molto vicine…pensate che la distanza tra la Terra e il Sole è di circa 150 milioni di chilometri).
A presto!
Sara
