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ERC

EXTREMEPHYSICS Risultato in breve

Project ID: 205774
Finanziato nell'ambito di: FP7-IDEAS-ERC
Paese: Paesi Bassi

Un nuovo modo per verificare la fisica estrema

Stelle di neutroni e buchi neri sono tra gli oggetti più potenti dell’universo. Come tali, vengono utilizzati come ’laboratori naturali’ in cui gli astronomi osservano il comportamento della materia in situazioni che non possono essere replicate sulla terra.
Un nuovo modo per verificare la fisica estrema
Quando gli astronomi osservano l’universo alle lunghezze d’onda dei raggi X, dominano due tipi di oggetti astronomici. I buchi neri, al centro di grandi galassie, che divorano ferocemente il materiale circostante. Nei sistemi binari, invece, una stella di neutroni o un buco nero strappa materia dalla stella compagna.

In entrambi i casi si forma un vorticoso disco di gas attorno all’oggetto centrale molto denso. L’attrito nel disco fa sì che il gas si riscaldi ed emetta luce con un picco di raggi X. Fin dalla loro scoperta nel 1960, i sistemi binari a raggi X sono stati studiati accanitamente per comprendere i processi di accrescimento nelle condizioni estreme.

Il progetto EXTREMEPHYSICS (The slowest accreting neutron stars and black holes: New ways to probe fundamental physics), finanziato dall’UE, si è concentrato sui sistemi binari a raggi X, cento volte più deboli delle sorgenti ordinarie. I ricercatori pensavano che le sorgenti subluminose a raggi X fossero sistemi binari speciali.

Quando il progetto è iniziato, erano noti solo pochi sistemi binari a raggi X molto deboli, con accrescimento persistentemente a velocità molto basse. Utilizzando le numerose osservazioni dai satelliti a raggi x attualmente in orbita, il team EXTREMEPHYSICS ha scoperto nuovi sistemi e osservato transitori di raggi X molto deboli.

La nostra galassia ospita molti transitori di raggi X in stato di quiescenza e bassa luminosità, che occasionalmente possono sperimentare brillanti esplosioni di raggi X. Le bassa luminosità esplosiva dei transitori di raggi X molto deboli osservati era caratteristica di tassi di accrescimento molto bassi che sfidavano la comprensione, da parte degli scienziati, della loro evoluzione.

Supponendo di avere a che fare con l’accrescimento di stelle di neutroni e buchi neri, gli scienziati hanno stimato il tasso di accrescimento medio nel tempo dei transitori. Si tratta di un importante parametro di input per i modelli di evoluzione dei sistemi binari che tentano di spiegare la natura delle sorgenti di raggi X subluminose.

Gli studi a più lunghezze d’onda gli studi hanno mostrato che, al minimo tasso di accrescimento, la geometria di flusso dei gas cambia in modo significativo, individuando così nuovi input per i modelli di accrescimento. Inoltre i buchi neri si comportano in modo diverso dalle stelle di neutroni basso tasso di accrescimento, soprattutto perché i buchi neri non hanno superfici.

Le nuove intuizioni riguardanti la struttura della crosta delle stelle di neutroni nei sistemi binari hanno dato luogo a nuovi percorsi teorici da esplorare nello studio del riscaldamento e raffreddamento delle stelle di neutroni durante l’accrescimento. In particolare, ci si attende che le osservazioni su esplosioni termonucleari di raggi x conducano a nuove teorie relative ai tassi di accrescimento molto bassi.

Con un campione più ampio di sorgenti di raggi X molto deboli e le osservazioni di su più lunghezze d’onda, il team EXTREMEPHYSICS è riuscito a scoprire i meccanismi fisici che guidano questi potenti oggetti. Per indagare ulteriormente, sarà necessario esaminare i dati di archivio sui satelliti a raggi X alla ricerca di altre sorgenti di questo tipo.

Informazioni correlate

Keywords

Stelle di neutroni, buchi neri, sistemi binari a raggi X, EXTREMEPHYSICS, accrescimento di massa
Numero di registrazione: 188439 / Ultimo aggiornamento: 2016-08-31
Dominio: Energia