Fermi-LAT trova la prova che le binarie a raggi X sono acceleratori estremi di particelle
L’articolo è stato appena pubblicato sulla rivista Astronomy and Astrophysics
Le binarie a raggi X sono sistemi astrofisici all’interno della nostra Galassia composti da una stella che viene lentamente fatta a pezzi dal suo compagno buco nero. Questo processo, noto come accrescimento, fa sì che il materiale della stella fuoriesca dai suoi strati esterni e formi un disco di plasma attorno al buco nero. Questo disco si riscalda fino a decine di migliaia di gradi Celsius, producendo luce ultravioletta e raggi X, che lo rendono ancora più luminoso della stella stessa. Queste sorgenti possono essere così luminose che una binaria a raggi X è stata la prima sorgente di raggi X mai rilevata al di fuori del Sistema Solare. Ma le binarie a raggi X hanno un’altra interessante proprietà: possono produrre potenti getti (flussi collimati di plasma), il cui sviluppo è intimamente legato al disco. Se in una binaria a raggi X sono presenti getti, gli astrofisici usano il termine microquasar per definirla.
Dopo il suo lancio nel 2008, il satellite Fermi della NASA ha scoperto che questi getti potevano anche agire come acceleratori di particelle. Con il suo rivelatore Large Area Telescope, Fermi ha misurato i raggi gamma emessi da una binaria a raggi X, una radiazione prodotta naturalmente nel caso in cui le particelle fossero state accelerate nel getto. Tuttavia, i modelli teorici potevano corrispondere ai dati solo se queste particelle erano elettroni. Nelle regioni con grande densità di radiazione, gli elettroni relativistici possono interagire con essa, trasferendo la loro energia e convertendola in radiazione nella banda gamma. Le stelle massicce sono molto più luminose di quelle a bassa massa e quindi si pensava che le binarie a raggi X contenenti componenti massicce fossero le uniche in grado di emettere raggi gamma. In effetti, le uniche tre microquasar rilevate in precedenza da Fermi contengono stelle almeno dieci volte più massicce del Sole. Di conseguenza, si riteneva generalmente che le binarie a raggi X di bassa massa non fossero abbastanza potenti da produrre raggi gamma.