Il telescopio spaziale Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), nato dalla collaborazione tra la Nasa e l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), ha osservato il cuore della Nebulosa del Granchio. Lo studio dell’emissione di raggi X polarizzati ha consentito di ricostruire per la prima volta la struttura del campo magnetico
La pulsar del Granchio e la sua nebulosa sono nate dall’esplosione di una supernova osservata in Cina la notte del 4 luglio 1054 e sono annoverabili tra i sistemi astrofisici attualmente più indagati. Oltre che affascinanti risultano infatti utili per osservare ed esaminare fenomeni cosmici quali l’accelerazione delle particelle, la fisica dei plasmi relativistici e i processi non termici.Lanciata nello spazio il 9 dicembre 2021, IXPE è una missione interamente dedicata allo studio dell’universo attraverso la misura della polarizzazione dei raggi X. Utilizza tre telescopi installati a bordo con rivelatori finanziati dall’ASI e sviluppati da un team di scienziati dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF).
Le scoperte della nebulosa e della pulsar del Granchio derivanti dalla osservazione IXPE sono presentate nello studio pubblicato oggi sulla rivista Nature Astronomy. Il team internazionale di ricercatori che lo ha firmato è guidato da Niccolò Bucciantini. Quest’ultimo, Permanent Researcher dell’INAF, tiene a sottolineare che: “Questi risultati sono senza precedenti. Dimostrano che la polarimetria a raggi X offre un’opportunità unica di indagare direttamente le condizioni fisiche, ancora poco conosciute, che portano all’accelerazione delle particelle. Nessun’altra tecnica ci permette di farlo”.
Gli fa eco, entusiasta, anche Andrea Marinucci, Program Manager ASI di IXPE: “IXPE ha confermato il risultato precedentemente ottenuto con il satellite OSO-8. Ci ha fornito informazioni uniche sulla fisica in gioco in questa classe di sorgenti”.
Insieme alle immagini ad alta risoluzione fatte in passato da Chandra (osservatorio a raggi X della NASA), ora è possibile ottenere un’immagine più coerente e dettagliata di questo oggetto. Il campo magnetico interno mostra una struttura “toroidale”.
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Ancora tanti i misteri: nuove e affascinanti sfide per gli scienziati
La distribuzione della turbolenza appare più irregolare di quanto si pensasse. “Questa è una chiara indicazione che anche i modelli più complessi sviluppati in passato con l’uso di tecniche numeriche avanzate, non avevano colto appieno la complessità di questo oggetto” precisa Bucciantini.
L’alta risoluzione delle osservazioni di IXPE ha inoltre consentito agli scienziati di “isolare” l’emissione proveniente dalla pulsar centrale da quella della nebulosa circostante. Questa emissione di raggi X ha origine probabilmente nella magnetosfera della pulsar ma dove e come rimangono un mistero.
Sebbene le misure di IXPE non corrispondano completamente a nessuno dei modelli attuali, sembrano essere meno in disaccordo con quelli che prevedono che l’emissione provenga da regioni lontane (il vento) piuttosto che con quelli che sostengono un’origine
nella magnetosfera interna.
Come spesso è accaduto in passato, con l’apertura di una nuova finestra osservativa si sono quindi risolte vecchie questioni ma, nuove sfide attendono gli scienziati. La nebulosa e la pulsar del Granchio sono ancora in larga parte un mistero. Tante le domande a cui si auspica di poter presto dare una risposta.
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