Sondare il cosmo con la luce
Le nane bianche e le stelle di neutroni rappresentano l'ultima fase osservabile dell'evoluzione per le stelle che bruciano in modo luminoso e sono dei laboratori fondamentali per studiare la materia nelle sue condizioni più estreme. Comprendere le proprietà di queste fioche salme stellari richiede di confrontare le osservazioni con la fisica fondamentale in condizioni di densità e temperatura non riproducibili in laboratori terrestri. Il progetto "Probing models of pulsars through multi wavelength observations" (PROMOPS) ha raccolto informazioni fondamentali riguardanti i meccanismi dell'emissione della luce. Questo risultato è stato ottenuto mediante osservazioni a più lunghezze d'onda con il Optical Pulsar Timing Analyser (OPTIMA) e l'osservatorio astronomico Skinanas in Grecia, il satellite XMM-Newton e il telescopio spaziale Hubble. Combinando le informazioni provenienti da diverse bande, gli astronomi hanno messo assieme l'origine della luce osservata dal sistema binario SAX J2103.5+4545 e dalle variabili cataclismiche come V2069. Il sistema binario SAX J2103.5+4545 è composto da una stella donatrice a da una pulsar in accrescimento, una stella di neutroni rotante magnetizzata, mentre in V2069 Cygni la nana bianca in accrescimento ha un forte campo magnetico. A seconda delle condizioni predominanti dentro a esse, il modo in cui i nucleoni interagiscono non era certo. Tuttavia, un calcolo accurato di raggio e massa era fondamentale per limitare l'equazione di stato e per determinare lo stato della materia in oggetti così compatti. Le osservazioni a più lunghezze d'onda hanno permesso la modellazione della distribuzione spettrale dell'energia dalla banda vicina all'infrarosso e ottica fino a quella dei raggi X. Inoltre, OPTIMA ha fornito una risoluzione spettrale e temporale sufficiente per misurare i flussi di accrescimento attraverso gli spostamenti della linea di emissione. Associate ai vincoli geometrici sul flusso di accrescimento disponibili dalle curve fotometriche, queste informazioni hanno consentito una visione dettagliata della complessa interazione tra la materia in accrescimento che scorre e il campo magnetico. I ricercatori hanno inoltre verificato l'osservazione OPTIMA in rapporto alle soluzioni del problema a corpi multipli, la serie di equazioni che definisce l'attrazione tra oggetti stellari. Questa ha reso possibile determinare sia la massa che la temperatura della pulsar e della nana bianca. Le scoperte del progetto PROMOPS a loro volta forniranno importanti informazioni complementari agli esperimenti condotti sulla Terra per fisica nucleare, fisica delle particelle e relatività generale, che non sono in grado di sondare regimi di alta densità e basse temperature.
