Una pulsar che ruota centinaia di volte al secondo e una nana bianca colta in una fase estremamente precoce della propria evoluzione. È NGC 362D, un particolare sistema binario scoperto grazie alle osservazioni radio del radiotelescopio MeerKAT, in Sudafrica, e successivamente studiato utilizzando le immagini del telescopio spaziale Hubble.
Il risultato, ottenuto da un gruppo internazionale guidato dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e dall’Università di Bologna, è stato pubblicato su Astronomy & Astrophysics Letters e permette di osservare una fase rarissima dell’evoluzione di un sistema contenente una pulsar millisecondo.
NGC 362D si trova nell’omonimo ammasso globulare NGC 362. Il sistema è stato scoperto recentemente grazie a MeerKAT, nell’ambito del progetto TRAPUM – Transients and Pulsars with MeerKAT. Le osservazioni radio hanno consentito di caratterizzare con grande precisione la pulsar e la sua orbita, determinandone anche la posizione. Proprio questa precisione ha reso possibile cercare la debolissima stella compagna nelle immagini d’archivio ottenute dal telescopio spaziale Hubble.
I dati di Hubble, raccolti tra il 2006 e il 2016 attraverso nove differenti filtri, dall’ultravioletto al vicino infrarosso, hanno permesso di identificare la compagna e di confrontarne le caratteristiche con i modelli di evoluzione stellare.
Il risultato è particolarmente interessante: la compagna di NGC 362D è la più giovane nana bianca finora identificata in un sistema binario contenente una pulsar millisecondo. Più precisamente si tratta di una proto-nana bianca di elio, con una massa di appena 0,18 masse solari, che non ha ancora raggiunto la normale fase di raffreddamento tipica delle nane bianche.
Per comprendere l’importanza della scoperta bisogna ricostruire la storia del sistema.
Le pulsar millisecondo sono stelle di neutroni estremamente compatte che possono compiere centinaia di rotazioni ogni secondo. Una simile velocità non è generalmente quella con cui nascono: viene acquisita attraverso un lungo processo durante il quale la stella di neutroni sottrae materia alla propria compagna.
Insieme alla materia viene trasferito anche momento angolare e la stella di neutroni viene progressivamente accelerata, in maniera simile a una trottola alla quale vengono impresse successive spinte. Questo processo prende il nome di “riciclo” della pulsar.
La stella donatrice, nel frattempo, perde progressivamente i propri strati esterni fino a lasciare un piccolo nucleo destinato a trasformarsi in una nana bianca. Ed è proprio in questa fase di transizione che si trova oggi la compagna di NGC 362D.
Secondo le ricostruzioni degli astronomi, il trasferimento di materia verso la pulsar sarebbe terminato circa 600 milioni di anni fa. Un tempo considerevole sulla scala umana, ma sufficientemente breve in termini astronomici da permetterci di osservare la stella prima che entri nella normale sequenza evolutiva di raffreddamento delle nane bianche.
NGC 362D presenta però un secondo elemento di grande interesse. Le osservazioni mostrano che la proto-nana bianca emette nell’ultravioletto meno radiazione di quanto previsto dai modelli.
Una possibile spiegazione è che attorno alla stella sia ancora presente del materiale circumstellare, residuo delle precedenti fasi di trasferimento di massa, capace di assorbire parte della radiazione prima che questa possa raggiungerci. Se questa interpretazione fosse confermata, rappresenterebbe la prima evidenza di materiale di questo tipo attorno a una nana bianca così giovane in un sistema con una pulsar millisecondo.
Ed è proprio qui che la scoperta torna a essere particolarmente interessante anche dal punto di vista radioastronomico. Il materiale che circonda la giovane nana bianca potrebbe infatti lasciare firme osservabili anche nelle onde radio, oltre che nell’ottico e nell’ultravioletto.
Questi segnali potrebbero assomigliare a quelli osservati in altri sistemi nei quali la compagna della pulsar non è ancora una stella degenere. Comprendere meglio NGC 362D potrebbe quindi aiutare gli astronomi a interpretare correttamente altri giovani sistemi binari contenenti pulsar millisecondo.
La scoperta costituisce inoltre un ottimo esempio di astronomia multi-lunghezza d’onda: senza MeerKAT sarebbe stato estremamente difficile individuare e caratterizzare con tale precisione la pulsar; senza le osservazioni di Hubble non sarebbe stato possibile identificare la debolissima compagna e determinarne lo stato evolutivo.
NGC 362D offre così agli astronomi una rara fotografia di ciò che accade subito dopo la conclusione del processo di riciclo di una pulsar millisecondo, permettendo di ricostruire una parte della storia evolutiva di questi affascinanti sistemi binari.
Lo studio di oggetti di questo tipo ha inoltre implicazioni che vanno ben oltre la sola evoluzione stellare. Grazie alla straordinaria regolarità della loro rotazione, le pulsar millisecondo costituiscono infatti veri e propri orologi cosmici, utilizzati per studiare la gravità in condizioni estreme, effettuare test sempre più precisi della relatività generale e, attraverso reti di pulsar accuratamente monitorate, investigare anche le onde gravitazionali a bassissima frequenza.
Fonte: INAF – Media INAF, NGC 362D, due primati per le pulsar millisecondo, 30 settembre 2026.
Studio scientifico: G. Ettorre et al., The youngest white dwarf companion to a millisecond pulsar: Insights from NGC 362D, Astronomy & Astrophysics Letters.
