Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” descrive lo studio di una pulsar catalogata come PSR J2215+5135 che è estrema anche per questa categoria di oggetti. Un team di ricercatori dell’Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) e del Canary Islands Institute of Astrophysics (IAC) ha impiegato un metodo innovativo per misurare la massa di una delle più massicce stelle di neutroni scoperte, stimata in 2,3 volte quella del Sole. Si tratta di un metodo che potrà essere usato anche con altri oggetti.

La pulsar PSR J2215+5135 è stata scoperta nel 2011. Una pulsar è una stella di neutroni, uno dei possibili resti di una stella esplosa in una supernova, in rapida rotazione. Essa fa parte di un sistema binario assieme a una compagna, una stella nella sequenza principale con una massa che è circa un terzo di quella del Sole, il che significa che si tratta di una nana rossa.

La nana rossa è molto più grande della pulsar perché le stelle di neutroni sono estremamente compatte, il che significa che la loro forza di gravità è notevole. La conseguenza è che la nana rossa orbita attorno alla pulsar, in questo caso in poco più di 4 ore. In questi sistemi binari la pulsar ruba gas dalla sua compagna e viene definita in gergo “redback”. Se la compagna della pulsar è molto più piccola in gergo si parla di vedova nera, come nel caso della pulsar PSR B1957+20, che ha una nana bruna come compagna.

Il team che ha studiato la pulsar PSR J2215+5135 è stato guidato da Manuel Linares che, assieme agli astronomi Tariq Shahbaz e Jorge Casares, ha messo assieme dati raccolti dal Gran Telescopio Canarias (GTC), il più grande telescopio per le frequenze ottiche e infrarosse al mondo, dal William Herschel Telescope (WHT), dall’Isaac Newton Telescope Group (ING) e dal telescopio IAC-80. Questi dati sono stati combinati con modelli informatici per simulare il sistema binario.

Questi strumenti hanno permesso di rilevare le linee spettrali di idrogeno e magnesio per misurare la velocità a cui si muove la nana rossa. Il fatto che si tratti di un sistema redback è stato d’aiuto perché una faccia della stella viene irradiata dalla pulsar, aumentandone la temperatura, con un effetto rilevabile nelle linee spettrali.

La superficie della faccia irradiata della nana rossa ha una temperatura misurata a circa 8.080 Kelvin mentre quella della faccia opposta ha una temperatura misurata a circa 5.660 Kelvin. La velocità di rotazione delle due stelle l’una attorno all’altra a circa 412 km/s. Queste misure, assieme ad altri dati come l’inclinazione orbitale, hanno permesso di misurare la massa della pulsar PSR J2215+5135 a 2,3 masse solari.

Si tratta di una delle stelle di neutroni più massicce mai scoperte, un oggetto estremo anche per questa categoria. Gli astrofisici sono interessanti a oggetti del genere perché possono offrire informazioni sulle interazioni tra i nucleoni, cioè i neutroni e protoni che formano i nuclei degli atomi, a densità enormemente elevate, uno dei grandi misteri della fisica odierna.

Il metodo usato dal team guidato da Manuel Linares potrebbe essere usato per altri sistemi binari con stelle di neutroni ma anche per quelli in cui c’è un buco nero o una nana bianca se l’irradiazione nei confronti della compagna è rilevante. In sostanza, potrebbe fornire un bell’aiuto per varie ricerche nel campo dell’astrofisica.