Un candidato pulsar vicino al Centro Galattico della Via Lattea offre un test senza precedenti per la Relatività Generale

Globale - Agenzia stampa Ekhbary

Un candidato pulsar vicino al Centro Galattico della Via Lattea offre un test senza precedenti per la Relatività Generale

Il cuore enigmatico della nostra galassia, la Via Lattea, ha a lungo sconcertato gli astrofisici. Nonostante le previsioni teoriche suggeriscano che dovrebbe essere pullulante di pulsar, questi fari cosmici si sono dimostrati straordinariamente elusivi. Tuttavia, una nuova ricerca indica la scoperta provvisoria di un candidato pulsar, designato BLPSR, situato eccezionalmente vicino al centro galattico. Questa scoperta potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione della gravità nelle sue forme più estreme. Se confermato, questo pulsar a millisecondi fornirebbe un laboratorio naturale senza precedenti per testare la Teoria della Relatività Generale di Albert Einstein.

Questa intrigante scoperta deriva dal Breakthrough Listen Galactic Center Survey, una delle iniziative più sensibili dedicate alla ricerca di pulsar all'interno della complessa regione centrale della Via Lattea. I dettagli di questo lavoro pionieristico sono pubblicati su The Astrophysical Journal, sotto il titolo "On the Deepest Search for Galactic Center Pulsars and an Examination of an Intriguing Millisecond Pulsar Candidate". L'autrice principale, la Dott.ssa Karen Perez, neolaureata con un dottorato di ricerca presso la Columbia University, ha guidato la ricerca. Lo studio ha utilizzato circa 20 ore di osservazioni del centro galattico (CG) con il Green Bank Telescope, un potente radiotelescopio situato in West Virginia. La ricerca è stata specificamente sintonizzata per rilevare i pulsar più luminosi che gli astrofisici si aspettano di trovare in questo denso quartiere cosmico.

I pulsar sono stelle di neutroni altamente magnetizzate che ruotano rapidamente e che emettono fasci di radiazione elettromagnetica dai loro poli. Quando questi fasci spazzano la Terra, creano impulsi precisi e ritmici, guadagnandosi il soprannome di 'fari cosmici'. Il candidato, BLPSR, è identificato come un pulsar a millisecondi (MSP) con una frequenza di 8,19 ms tra i segnali, il che significa che emette impulsi ogni 8,19 millisecondi. La sua prossimità a Sagittarius A* (Sgr A*), il buco nero supermassiccio (SMBH) al centro della Via Lattea, è particolarmente significativa. Mentre altri sei pulsar sono noti nelle vicinanze del centro galattico, nessuno di essi è abbastanza vicino – entro circa un parsec – all'SMBH da consentire un significativo sondaggio del campo gravitazionale. Questo rende la potenziale posizione di BLPSR unicamente preziosa per questi test.

Il persistente 'problema dei pulsar mancanti' nel centro galattico della Via Lattea rimane un grande enigma astrofisico. Nonostante la regione sia densamente popolata di stelle, molte delle quali sono massicce e destinate a esplodere come supernove (i progenitori delle stelle di neutroni e quindi dei pulsar), solo una manciata di pulsar è stata finora definitivamente rilevata. I ricercatori ipotizzano che una forte diffusione dei segnali o dinamiche orbitali estreme all'interno di questo ambiente turbolento potrebbero oscurare i pulsar. Come notano gli autori: "Questo approfondisce il problema dei pulsar mancanti in corso nel GC, rafforzando l'idea che una forte diffusione e/o dinamiche orbitali estreme possano oscurare i segnali dei pulsar in questa regione."

Se l'esistenza di BLPSR fosse confermata, promette di consentire "test senza precedenti" della Relatività Generale. Il Dott. Slavko Bogdanov, co-autore dello studio e ricercatore presso il Columbia Astrophysics Laboratory, ha spiegato in un comunicato stampa: "Qualsiasi influenza esterna su un pulsar, come l'attrazione gravitazionale di un oggetto massiccio, introdurrebbe anomalie in questo arrivo costante di impulsi, che possono essere misurate e modellate. Inoltre, quando gli impulsi viaggiano vicino a un oggetto molto massiccio, possono essere deviati e subire ritardi temporali a causa della curvatura dello spazio-tempo, come previsto dalla Teoria della Relatività Generale di Einstein.”

Questa straordinaria configurazione — un orologio cosmico eccezionalmente preciso che orbita strettamente in un ambiente gravitazionale estremo — consentirebbe agli scienziati di ottenere, per la prima volta, misurazioni precise dello spazio-tempo vicino a un buco nero supermassiccio. Tali osservazioni potrebbero consentire ai fisici di misurare direttamente fenomeni come il trascinamento del sistema di riferimento (frame-dragging) e persino testare il 'teorema no-hair' (no-hair theorem), che postula che i buchi neri siano caratterizzati solo da tre parametri esterni: massa, carica e momento angolare. Questi sono sforzi critici nella nostra ricerca per comprendere appieno la fisica dei buchi neri e la natura della gravità. Tuttavia, rimane un ostacolo significativo: BLPSR è stato rilevato solo una volta e non è riapparso nelle osservazioni successive. I ricercatori avvertono che il segnale potrebbe potenzialmente essere attribuito al rumore di fondo. "Alla luce di questi fattori — e date le straordinarie implicazioni del rilevamento di un pulsar vicino a Sgr A* — rimaniamo altamente scettici riguardo a BLPSR e sottolineiamo che è necessario un onere della prova molto più forte prima di affermarne l'origine astrofisica."

Nonostante l'attuale scetticismo, le potenziali implicazioni sono profonde. L'iniziativa Breakthrough Listen ha reso i suoi dati pubblicamente disponibili, consentendo ad altri ricercatori di esaminare attentamente i risultati. La Dott.ssa Perez e il suo team sono anche in attesa di indagini di follow-up più sensibili del centro galattico. "Non vediamo l'ora di scoprire cosa le osservazioni di follow-up potrebbero rivelare su questo candidato pulsar", ha dichiarato Perez. "Se confermato, potrebbe aiutarci a comprendere meglio sia la nostra Galassia che la Relatività Generale nel suo complesso." Le osservazioni future sono cruciali, e gli autori sottolineano il potenziale del Square Kilometer Array (SKA) per rilevare e confermare definitivamente i pulsar nel CG, aprendo la strada a questi test senza precedenti di una delle teorie più fondamentali della fisica moderna.

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