Pulsar alimentata dal vento di una stella ipergigante

Una pulsar, un tipo di stella di neutroni, cattura il vento stellare emesso da una stella ipergigante quaranta volte più massiccia del Sole, generando intensi brillamenti a raggi X. Lo studio, pubblicato su Science Advances, ha osservato il sistema Bp Crucis, una binaria X situata a circa tredicimila anni luce nella costellazione della Croce del Sud. La pulsar, Gx 301-2, si nutre del plasma emesso dalla stella primaria, Wray 977, e ne cattura parte per alimentare i brillamenti osservati. Questo fenomeno, mai visto prima, ha permesso ai ricercatori di comprendere meglio i processi di accrescimento su oggetti compatti come le pulsar.

Un sistema binario in cui il plasma si riversa

Il sistema Bp Crucis è formato da due corpi celesti: una stella ipergigante blu, Wray 977, e una pulsar, Gx 301-2. La stella ipergigante emette un vento stellare, un flusso di plasma caldo, che viene catturato dalla pulsar. Questo processo avviene quando la materia precipita da una componente del sistema verso l’altra, che può essere una nana bianca, una stella di neutroni o un buco nero. La pulsar, con una massa superiore a quella del Sole, ha un diametro di circa venti chilometri e ruota rapidamente, emettendo brillamenti a raggi X due volte per orbita.

La velocità del flusso di plasma è stata calcolata intorno ai 540 mila chilometri orari.

Osservazioni di alta precisione con Xrism

Usando i dati della sonda giapponese Xrism, i ricercatori hanno osservato il sistema Bp Crucis e hanno registrato il flusso di plasma intorno alla pulsar. Lo strumento Resolve, sviluppato da NASA e JAXA, ha permesso di ottenere spettri a raggi X che hanno rivelato la velocità e la direzione del flusso. I risultati mostrano che le righe di assorbimento del ferro osservate sono spostate verso energie più basse, indicando che il gas del vento stellare sta fluendo verso la pulsar.

«Non avevamo mai osservato prima d’ora indicazioni chiare di un vento di plasma che precipita su un oggetto compatto», ha detto Roi Rahin, ricercatore del Goddard Space Flight Center della NASA. «Ora possiamo verificare la nostra conoscenza di questi processi con maggior dettaglio». Il team ha osservato il sistema il 1 febbraio 2025, registrando circa sedici ore di dati durante un brillamento intenso. Queste osservazioni hanno permesso di comprendere meglio il meccanismo di accrescimento su pulsar alimentato dal vento stellare.

Il processo di accrescimento avviene in diverse fasi. Quando la pulsar entra nel flusso di vento stellare, si forma un disco disordinato e turbolento in cui il plasma spiraleggia e si riscalda, emettendo raggi X. Poi, mentre la pulsar avanza nel flusso, il disco si disgrega e il plasma precipita direttamente sulla pulsar. Le osservazioni con Xrism sono avvenute vicino alla fine di questa fase. Quando la pulsar sta per uscire dal flusso, ricompare brevemente un disco disordinato, che questa volta ruota nel senso opposto. In totale, la pulsar impiega circa quattro giorni per attraversare il flusso di plasma.

Il sistema Bp Crucis è un laboratorio ideale per studiare l’accrescimento su pulsar alimentato dal vento stellare.