Normalmente presente solo nei film o nelle band heavy metal, una “chitarra lanciafiamme” è stata ora avvistata muoversi nello spazio. Gli astronomi hanno catturato immagini di questo oggetto cosmico estremo utilizzando l’osservatorio a raggi X Chandra della NASA e il telescopio spaziale Hubble. Il nuovo filmato dei dati di Chandra (rosso) e Palomar (blu) aiuta a scomporre ciò che si sta svolgendo nella Nebulosa Chitarra. I raggi X di Chandra mostrano un filamento di materia energetica e particelle di antimateria, lungo circa due anni luce, che si allontana dalla pulsar (visibile come il punto bianco luminoso collegato al filamento).
Gli astronomi hanno soprannominato la struttura collegata alla pulsar PSR B2224+65 “Nebulosa Chitarra” a causa della sua netta somiglianza con lo strumento nella luce dell’idrogeno. La forma della chitarra deriva dalle bolle soffiate dalle particelle espulse dalla pulsar attraverso un vento costante. Poiché la pulsar si muove dall’angolo inferiore destro all’angolo superiore sinistro, la maggior parte delle bolle è stata creata in passato mentre la pulsar si muoveva attraverso un mezzo con variazioni di densità.
Sulla punta della chitarra c’è la pulsar, una stella di neutroni in rapida rotazione frutto del collasso di una stella massiccia. Mentre sfreccia nello spazio, produce un filamento simile a una fiamma di particelle e raggi X che gli astronomi hanno catturato con Chandra.
Come fa lo spazio a produrre qualcosa di così bizzarro?
La combinazione di due estremi, rotazione rapida e alti campi magnetici delle pulsar, porta all’accelerazione delle particelle e a radiazioni ad alta energia che creano particelle di materia e antimateria, come coppie di elettroni e positroni. In questa situazione, il solito processo di conversione della massa in energia, notoriamente determinato dall’equazione E = mc2 di Albert Einstein, è invertito. Qui, l’energia viene convertita in massa per produrre le particelle.
Le particelle che si muovono a spirale lungo le linee del campo magnetico attorno alla pulsar creano i raggi X che Chandra rileva. Mentre la pulsar e la sua nebulosa circostante di particelle energetiche si sono spostate nello spazio, si sono scontrate con regioni di gas più dense. Ciò consente alle particelle più energetiche di sfuggire ai confini della Nebulosa Chitarra e volare a destra della pulsar, creando il filamento di raggi X. Quando queste particelle scappano, si muovono a spirale e scorrono lungo le linee del campo magnetico nel mezzo interstellare, ovvero lo spazio tra le stelle.
Le nuove immagini
Il nuovo filmato mostra la pulsar e il filamento che volano verso l’angolo in alto a sinistra dell’immagine attraverso i dati Chandra acquisiti nel 2000, 2006, 2012 e 2021. Il filmato ha la stessa immagine ottica in ogni fotogramma, quindi non mostra cambiamenti in parti della “chitarra”. Un filmato separato ottenuto con i dati del telescopio spaziale Hubble della NASA (ottenuti nel 1994, 2001, 2006 e 2021) mostra il movimento della pulsar e delle strutture più piccole attorno ad essa.
Uno studio di questi dati ha concluso che le variazioni che guidano la formazione di bolle nella nebulosa di idrogeno, che forma il contorno della chitarra, controllano anche i cambiamenti nel numero di particelle che sfuggono a destra della pulsar, causando un leggero schiarimento e sbiadimento del filamento di raggi X, come una fiamma ossidrica cosmica che spara dalla punta della chitarra.
La struttura del filamento insegna agli astronomi come elettroni e positroni viaggiano attraverso il mezzo interstellare. Fornisce anche un esempio di come questo processo inietti elettroni e positroni nel mezzo interstellare.
Un articolo che descrive questi risultati è stato pubblicato su The Astrophysical Journal.
