Una porzione del campo centrato su Grs 1915+105 visto dal radiotelescopio MeerKat a 1.28 GHz. Crediti: Motta et al., 2023.
Tante sono le scoperte importanti avvenute per caso. Si parla di serendipità, o serendipity. È per caso che un gruppo internazionale di ricercatori ha scoperto un oggetto tanto interessante quanto raro: una pulsar wind nebula. In realtà, il caso è stato aiutato da un meticoloso studio osservativo e il risultato ottenuto è un esempio della combinazione di ricerca, contingenza e conoscenza. Per sapere i dettagli della scoperta Media Inaf ha raggiunto Sara Elisa Motta dell’Inaf, prima autrice dello studio che verrà presto pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Ci può raccontare com’è avvenuta la scoperta?
«La scoperta è avvenuta, come spesso accade, per caso. Il target delle nostre osservazioni era Grs 1915+105, una binaria X contenente un buco nero localizzata nella nostra Galassia, e nota per essere una sorgente radio piuttosto brillante. Dato che la sorgente era attiva, insieme ai miei colleghi della collaborazione ThunderKat abbiamo deciso di monitorarla per diversi mesi con cadenza settimanale con l’interferometro radio MeerKat, che si trova in Sudafrica. Le immagini che si estraggono dai dati radio MeerKat coprono quasi un grado quadrato di cielo, per cui insieme al target prescelto si possono osservare moltissime altre strutture che per la maggior parte non hanno niente a che fare con il target. Sfruttando il grande campo di vista di MeerKat abbiamo quindi deciso di creare una immagine profonda del campo usando tutte le osservazioni che avevamo accumulato, per una esposizione totale di circa 15 ore. Dall’immagine profonda che abbiamo ottenuto è emersa una struttura con una peculiare forma lineare, o “a scia di cometa” qualche decina di arcominuti a est del nostro target. Questa struttura lineare sembrava essere connessa con un debolissimo resto di supernova. Né la struttura, che si è rivelata essere una pulsar wind nebula, né il resto di supernova erano presenti nei cataloghi radio esistenti».
Perché l’avete chiamata Mini Mouse?
«La configurazione scia+resto di supernova ricordava da vicino una struttura simile osservabile in direzione del Centro Galattico, e soprannominata the Mouse a causa della sua morfologia. Per cui, ipotizzando che quello che vedevamo era un versione più piccola (perché più distante) del Mouse originale, abbiamo soprannominato la nostra pulsar wind nebula The Mini Mouse».
Sara Elisa Motta, dottorata all’Università dell’Insubria. Ha lavorato due anni e mezzo all’agenzia Spaziale Europea, nella sede di Madrid (Esac), poi si è spostata a Oxford dove ha lavorato per quasi sei anni, per poi rientrare in Italia nel 2020. Attualmente è ricercatrice all’Inaf osservatorio astronomico di Brera, sede di Merate. Crediti: S. Motta
Di cosa si tratta?
«Quando abbiamo scoperto il Mini Mouse, abbiamo osservato che la posizione della “testa” del Mini Mouse era consistente con la posizione di una debole pulsar scoperta dal radio telescopio cinese Fast, che però l’aveva localizzata con bassa precisione angolare. Così abbiamo richiesto due ulteriori osservazioni MeerKat finalizzate alla detection di pulsar, e che quindi sono state effettuate con una modalità di osservazione apposita. Abbiamo così migliorato sensibilmente la posizione della pulsar e abbiamo verificato che era effettivamente associata alla testa del Mini Mouse. Per questo abbiamo potuto concludere che il Mini Mouse era stato prodotto da una debole pulsar che viaggia a centinaia di Km/s nel mezzo interstellare lasciando una scia dietro di sé (emissione di sincrotrone da materiale shockato), allontanandosi dal resto di supernova che segna tuttora la posizione in cui la pulsar è nata».
L’avete osservata con MeerKat, nelle onde radio, ma è osservabile anche in altre bande dello spettro elettromagnetico?
«Abbiamo cercato tracce del Mini Mouse anche in banda X, dato che non è inusuale osservare queste strutture anche in questa banda, ma purtroppo non abbiamo trovato niente nel catalogo X prodotto dal satellite Swift, che aveva accumulato circa 10ks di osservazione serendipity della posizione dove il Mini Mouse è osservato in radio, né in altri cataloghi X».
Erano già stati osservati nell’universo casi simili?
«Il Mini Mouse è il quarto oggetto di questo genere, ma è il primo scoperto da MeerKat. Precedentemente era stato scoperto il famoso Mouse, la frying pan e la associata pulsar, e la cannon ball, anch’essa con la propria pulsar».
Il radiotelescopio MeerKat, in Sud Africa. Crediti: E. Sacchetti
Cosa avete in programma adesso?
«Sicuramente ci occuperemo di raffinare la misura del periodo di spin della pulsar e della sua derivata prima, che permette una valutazione più precisa della (giovane) età della pulsar che ha prodotto il Mini Mouse. Poi osserveremo il Mini Mouse ad alta risoluzione angolare mediante osservazioni radio Vlbi per chiarire la struttura della nebula su scale più piccole di quelle che possono essere esplorate con MeerKat. Da ultimo, cercheremo strutture simili al Mini Mouse nell’archivio MeerKat, che costituisce una vera miniera d’oro che indubbiamente porterà a numerose altre scoperte serendipite di questo genere».
Per saperne di più:
- Leggi il preprint dell’articolo in uscita su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society “MeerKAT caught a Mini Mouse: serendipitous detection of a young radio pulsar escaping its birth sit”, di S. E. Motta, J. D. Turner, B. Stappers, R. P. Fender, I. Heywood, M. Kramer ed E. D. Barr