La curiosità del mese a cura di Sara Elisa Motta

Salve a tutti, nella curiosità di questo mese parleremo del Mini Mouse, o Mini-Topo.

Che cos’è questo oggetto dal nome curioso?

Si tratta di una struttura scoperta recentemente in banda radio dal radio telescopio MeerKAT, che ha prodotto questa stupenda immagine (figura 1).
Questa immagine a falsi colori mostra molte strutture. Si tratta per la maggior parte di resti di supernove – che sono ciò che rimane dall’esplosione di una stella massiccia – o regioni dette HII, ovvero nubi di idrogeno ionizzato.
Tra le varie strutture che si vedono in questa immagine ce n’è una, abbastanza debole, dalla forma peculiare.

Il Mini Mouse è questa sorta di riga brillante che vedete nel riquadro a destra in basso delle figura 2, affiancata a una debole struttura circolare, cerchiata in azzurro nell’immagine.
L’appellativo Mini Mouse – piccolo topo – viene dalla somiglianza di questa struttura ad una struttura simile, scoperta oltre 20 anni fa e chiamata “The Mouse”, il topo, chiamata così perchè ha ricordato, a chi lo ha scoperto, un topolino con una lunga coda (in alto a sinistra nella figura 2).

Ma cosa sono questi oggetti? E come si formano?

Queste tracce brillanti non sono altro che la scia lasciata da una giovane stella pulsar, ovvero una stella di neutroni pulsante, che si muove velocissima attraverso il mezzo interstellare. Questo movimento genera uno shock nella materia che compone il mezzo interstellare, che fa si’ che si generi emissione radio che possiamo osservare con i nostri telescopi. Il motivo per cui queste pulsar viaggiano così veloci è legato al modo in cui nascono.

Le stelle di neutroni si formano alla morte di una stella massiccia, che esplode in una supernova al momento della sua morte, e lascia dietro di se solo un relitto stellare, ovvero la stella di neutroni, e una nube di gas più o meno circolare, detta resto di supernova.
Poichè le esplosioni di supernova sono spesso non completamente simmetriche, il relitto stellare che rimane a seguito dell’esplosione, al momento della sua nascita riceve una spinta in una particolare direzione, per cui inizia a muoversi anche molto velocemente attraverso la Galassia.

Ogni stella di neutroni nasce con un periodo di rotazione molto veloce, spesso ben sotto un secondo, ma rallenta molto in fretta a periodi di diversi minuti, per cui bisogna essere fortunati per riuscire a osservare uno di questi oggetti appena nato, quando il periodo di spin è ancora molto veloce. Se si è tanto fortunati, oltre ad osservare una pulsar molto veloce, si possono osservare la scia che questa lascia, e il resto di supernova che segna il punto in cui si trovava la stella massiccia da cui la pulsar è nata prima che svanisca. Questo è il caso del Mini Mouse, dove osserviamo la pulsar, che si chiama PSR J1914, la scia che ha lasciato, e il resto della supernova da cui è nata.
La pulsar PSR J1914 (figura 3) ha un periodo di spin di 0.1 secondo e un’età di solamente 82.000 anni. La velocità con cui si muove nel mezzo interstellare è molto alta, tra 320 e 360 Km/s, e questo è il motivo per cui questa pulsar riesce a lasciare una scia evidente dietro di se.

Il Mini Mouse è un oggetto abbastanza raro, ma non è l’unico del suo genere. Ce ne sono almeno altri 3 come potete vedere in figura 4:
Uno è il “Mouse” originale che abbiamo parlato e visto sopra (in alto a sinistra nella figura 2 e in basso a sinistra nella figura 4), e che ha ispirato l’appellativo Mini Mouse. L’immagine che vedete qui a sinistra del Mouse è un pezzettino di un’immagine molto più grande ottenuta dal telescopio MeerKAT della regione attorno al centro Galattico (figura 5).

La figura 5 è un mosaico di molte immagini di questa regione di cielo cucite insieme per formare questa mappa meravigliosa del cielo radio. Anche qui l’immagine è a falsi colori.

Poi ci sono altri due oggetti simili al Mini Mouse, entrambi dotati di nomi fantasiosi (al centro e a destra di figura 4 e figura 6). Abbiamo “la palla di cannone”, dove vediamo molto bene il resto di supernova rimasto alla nascita della pulsar che anche in questo caso lascia una scia ben visibile nel cielo radio, e “la padella da frittura”, dove vediamo di nuovo una forma circolare che corrisponde al resto di supernova e la scia della pulsar in fuga.

Strutture come il Mini Mouse sono tipicamente abbastanza deboli, e occorrono strumenti molto sensibili per poterle trovare ed osservare nel dettaglio.
Il radio telescopio MeerKAT (figura 7), localizzato in Sud Africa, è un interferometro formato da 64 antenne di 12m che lavorano in rete. Questo strumento ha le caratteristiche essenziali per studiare sorgenti come il Mini Mouse e i suoi fratelli: è
infatti molto sensibile e ha un campo di vista molto grande, per cui è in grado di defettare strutture anche molto deboli, ed può osservare una porzione di cielo molto grande – quasi un grado quadrato – cosa che gli permette di
catturare le immagini di molte sorgenti in una sola volta.
Sebbene la nostra Galassia sia ricca di giovani pulsar radio, esse sono difficili da scovare. Strumenti sensibili come MeerKAt sono in grado di identificare le scie lasciate dalle pulsar e i deboli resti di supernova lasciati alla loro nascita,
che segnano la posizione di pulsar che altrimenti rimarrebbero nascoste. La scoperta di altre sorgenti come il Mini Mouse sarà fondamentale per arricchire il numero di giovani pulsar al momento conosciute, e meglio comprendere le proprietà di questa popolazione di oggetti.

Con la speranza di trovare molti altri topi nel cielo radio, si conclude la curiosità del mese, grazie per l’attenzione.

Per saperne di più:

Un mini-mouse per MeerKat – Intervista a Sara Elisa Motta dell’INAF-OAB (MediaInaf)

L’INAF si unisce al progetto MeerKAT (dal sito di INAF)

Il radio telescopio MeerKAT (Sito Ufficiale in inglese)

Il radio telescoopio MeerKAT (Wikipedia in inglese)