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Il telescopio spaziale Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), ha osservato il cuore della Nebulosa del Granchio. Grazie allo studio dell’emissione di raggi X polarizzati, ha permesso di ricostruirne per la prima volta la struttura del campo magnetico.
Il telescopio spaziale IXPE è nato dalla collaborazione tra la Nasa e l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI). La sua alta risoluzione permette l’identificazione dell’emissione di raggi X polarizzati, emessi dalla pulsar che si trova all’interno della nebulosa.
La pulsar del Granchio e la sua nebulosa sono tra i sistemi astrofisici più studiati. Costituiscono uno degli ambienti più affascinanti e promettenti. Si possono osservare fenomeni cosmici di alta energia come l’accelerazione delle particelle, la fisica dei plasmi relativistici e i processi non termici. La nebulosa e pulsar del Granchio sono nate insieme, da una esplosione di una supernova osservata in Cina la notte del 4 luglio 1054.
Dal lancio del satellite OSO-8 nel 1975, la Nebulosa del Granchio è stata la prima e l’unica sorgente di raggi X la cui polarizzazione fosse rilevata. Nella polarizzazione nelle sorgenti di sincrotrone, la radiazione è prodotta da elettroni relativistici che spiraleggiano in un campo magnetico. Questo suggerisce agli scienziati in quale direzione è orientato e quanto è ordinato il campo magnetico. Invece, i raggi X, provengono dalle stesse regioni in cui quegli elettroni sono accelerati.
IXPE è stato lanciato nello spazio il 9 dicembre 2021. La missione era interamente dedicata allo studio dell’universo attraverso la misura della polarizzazione dei raggi X. Utilizza tre telescopi installati a bordo con dei rivelatori. IXPE è finanziato dall’ASI e sviluppato da un team di scienziati dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), con il supporto industriale di Ohb-Italia.
Le nuove scoperte emerse della prima osservazione IXPE, della nebulosa e della pulsar del Granchio sono presentate nello studio pubblicato sulla rivista Nature Astronomy. Il team internazionale di ricercatori che ha firmato lo studio è guidato da Niccolò Bucciantini. Nicolò Bucciantini dell’INAF spiega: “Questi risultati dimostrano che la polarimetria a raggi, offre un’opportunità unica di indagare direttamente sulle condizioni fisiche, poco conosciute, che portano all’accelerazione delle particelle”.
Luca Baldini, ricercatore INFN dell’Università di PISA, spiega “La tanto attesa nuova misura della polarizzazione dei raggi X della nebulosa del Granchio che arriva grazie ai rivelatori Gas Pixel Detector progettati nei laboratori INFN”.
Andrea Marinucci, Program Manager ASI di IXPE, dichiara “IXPE ha confermato il risultato ottenuto con il satellite OSO-8 e ha dato informazioni uniche sulla fisica in gioco in questa classe di sorgenti”.
Grazie alle immagini ad alta risoluzione fatte da Chandra, l’osservatorio a raggi X della NASA, è possibile ottenere un’immagine più coerente e dettagliata di un determinato oggetto. Il campo magnetico interno, mostra una struttura “toroidale”, avvolgendosi tutt’intorno alla nebulosa dalla forma simile a una ciambella. L’alta risoluzione delle osservazioni di IXPE ha consentito agli scienziati di “isolare” l’emissione proveniente dalla pulsar centrale da quella della nebulosa circostante.
Con l’apertura di una nuova finestra osservativa, si sono risolte vecchie questioni ma nuove sfide attendono gli scienziati sulla nebulosa e sulla pulsar del Granchio.
