Una pulsar ed un resto di supernova distanti dal piano galattico. Lo studio: “Multi-wavelength study of the high Galactic latitude supernova remnant candidate G118.4+37.0 associated with the Calvera pulsar” di E. Greco (INAF-OAPA) pubblicato su A&A

La Caldera: un resto di supernova ed una pulsar all’incredibile distanza di circa 6500 anni luce dal piano galattico, osservato ai raggi X da XMM/Newton

 

Negli ultimi anni sono stati scoperti alcuni resti di supernova, cioè nebulose in rapida espansione generate da esplosioni stellari, situati a grandi distanze dal piano galattico. Questi oggetti hanno suscitato un notevole interesse per due motivi principali. Anzitutto, la loro origine non è chiara. Le due ipotesi principali propongono:

1. Stelle progenitrici ad alta velocità, che si sarebbero allontanate rapidamente dal piano galattico prima di esplodere (le supernove a collasso del nucleo derivano da stelle massicce, che hanno una vita molto breve e di solito esplodono vicino al luogo di nascita, ovvero nel piano galattico);
2. Supernove di tipo Ia, cioè esplosioni di nane bianche in sistemi binari, che accrescono massa da una stella compagna.

Un ulteriore motivo di interesse è che questi resti si trovano in un ambiente molto diverso da quello del piano galattico, meno ricco di nebulose e concentrazioni elevate di mezzo interstellare, e quindi probabilmente caratterizzato da interazioni meno intense con addensamenti di materiale preesistente.

 

Nel 2022, grazie allo strumento LOFAR (un network di circa 50 antenne progettato per osservare onde radio a bassa frequenza), è stato identificato un resto di supernova compatto e quasi circolare, chiamato resto di supernova Calvera, situato a circa 37 gradi di separazione angolare dal piano galattico. In seguito, Calvera è stato anche riconosciuto come una sorgente brillante di raggi gamma. A circa cinque arcominuti da questo resto di supernova è stata scoperta una pulsar (denominata anch’essa “Calvera”), cioè una stella di neutroni in rapida rotazione. La pulsar si sta allontanando rapidamente dal resto (con un moto proprio di 78 millesimi di arcosecondo all’anno), il che suggerisce che possa aver avuto un’origine comune con il resto di supernova.

 

Un team di ricercatori guidato dall’astrofisico E. Greco (INAF – OAPA) ha analizzato nuove osservazioni ai raggi X della regione di Calvera (sia il resto di supernova che la pulsar), ottenute con il satellite XMM-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea. Lo studio ha fornito diverse evidenze a supporto dell’origine comune tra la pulsar e il resto di supernova. In particolare, due diagnostiche indipendenti: (una stima del tempo di Sedov–Taylor, che indica quanto tempo il resto ha trascorso in espansione adiabatica, ossia senza significative perdite radiative di energia, e la scala temporale di ionizzazione, che misura il tempo passato dall’interazione tra l’onda d’urto e il mezzo interstellare) hanno permesso di stimare una distanza del resto di supernova compresa tra 13000 e 16500 anni luce, e una età tra 10000 e 20000 anni. Questi valori sono compatibili, entro gli errori, con quelli stimati per la pulsar. In base a queste distanze, Calvera si troverebbe a circa 6500 anni luce sopra il piano galattico.

Inoltre, i ricercatori hanno presentato indizi che il resto di supernova si stia espandendo in un mezzo interstellare relativamente denso, nonostante la sua posizione fuori dal piano:, in particolare la presenza di filamenti con intensa emissione di idrogeno ionizzato, osservati con il Telescopio Nazionale Galileo, e una struttura filamentare nei raggi gamma, coerente con interazioni tra l’onda d’urto e il mezzo circostante.

 

La figura (cliccare qui per visualizzarla interamente) mostra l’immagine ai raggi X ottenuta da XMM-Newton, con indicate le posizioni della pulsar, una porzione del resto di supernova dove materiale investito dall’onda d’urto emette raggi X, e della regione dove sono stati individuati i filamenti ricchi di idrogeno ionizzato (indicata dal box verde).

 

Mario Giuseppe Guarcello 

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