Le pulsar binarie ai raggi X - IASF Palermo
Le pulsar binarie ai raggi X - IASF Palermo
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Carlo Ferrigno<br />
<strong>IASF</strong>Pa – Istituto di astrofisica spaziale e<br />
fisica cosmica di <strong>Palermo</strong><br />
U n e s e m p i o d i a n a l i s i<br />
<strong>Le</strong> <strong>pulsar</strong> <strong>binarie</strong><br />
<strong>ai</strong> <strong>raggi</strong> X
S o m m a r i o<br />
Un po' di storia.<br />
Cosa sono le stelle di neutroni.<br />
Stelle di neutroni che ruotano: le <strong>pulsar</strong>.<br />
Pulsar in sistemi binari.<br />
Gli strumenti che raccolgono i dati.<br />
Scopi dell'analisi.<br />
Fase di studio.<br />
Analisi temporale e spettrale.<br />
La scrittura di un articolo e la sua<br />
pubblicazione.<br />
24/03/2007 <strong>Le</strong> <strong>pulsar</strong> <strong>binarie</strong> <strong>ai</strong> <strong>raggi</strong> X Carlo Ferrigno <strong>IASF</strong>Pa
A l c u n e n o t e d i s t o r i a<br />
1932: scoperta del neutrone da parte di<br />
James Chadwick.<br />
1933: Walter Baade e Fritz Zwicky proposero<br />
l'esistenza delle Stelle di Neutroni.<br />
1967: Jocelyn Bell e Antony Hewish<br />
scoprirono i primi segnali radio da una <strong>pulsar</strong><br />
isolata.<br />
1971: Riccardo Giacconi et al scoprirono una<br />
pulsazione con periodo 4.8 secondi nella<br />
sorgente di <strong>raggi</strong> X Cen X-3, <strong>pulsar</strong> binaria.<br />
24/03/2007 <strong>Le</strong> <strong>pulsar</strong> <strong>binarie</strong> <strong>ai</strong> <strong>raggi</strong> X Carlo Ferrigno <strong>IASF</strong>Pa
L e s t e l l e d i n e u t r o n i<br />
Provengono dal collasso della parte centrale di<br />
una stella massiccia dopo un'esplosione di<br />
supernova.<br />
Massa una volta e mezzo la massa del sole in<br />
un <strong>raggi</strong>o di ~10 km<br />
Densità 10 15 g/cm 3 pari a quella del nucleo<br />
atomico.<br />
24/03/2007 <strong>Le</strong> <strong>pulsar</strong> <strong>binarie</strong> <strong>ai</strong> <strong>raggi</strong> X Carlo Ferrigno <strong>IASF</strong>Pa
P r o p r i e t à d e l l e s t e l l e d i n e u t r o n i<br />
<strong>Le</strong> NS ruotano molto velocemente con periodi da<br />
ms a ks. Velocità è acquisita nel collasso per la<br />
conservazione del momento angolare.<br />
Per sfuggire dalla superficie di una NS, occorre<br />
metà della velocità della luce 150 000 km/s, sulla<br />
Terra “solo” 0.011 km/s. Il gas in caduta libera ha<br />
la stessa velocità!<br />
Hanno campi magnetici del GigaTesla rispetto al<br />
campo terrestre di 60 microtesla o al campo di<br />
magneti naturali rari di un tesla.<br />
24/03/2007 <strong>Le</strong> <strong>pulsar</strong> <strong>binarie</strong> <strong>ai</strong> <strong>raggi</strong> X Carlo Ferrigno <strong>IASF</strong>Pa
L e p u l s a r<br />
Radio <strong>pulsar</strong> sono isolate ed emettono grazie al<br />
rallentamento.<br />
Pulsar in accrescimento emettono grazie alla<br />
materia che cade su di esse.<br />
La materia che cade è nello stato di plasma, quindi<br />
segue le linee del campo magnetico.<br />
24/03/2007 <strong>Le</strong> <strong>pulsar</strong> <strong>binarie</strong> <strong>ai</strong> <strong>raggi</strong> X Carlo Ferrigno <strong>IASF</strong>Pa
P u l s a r i n s i s t e m i b i n a r i<br />
Sottraggono massa alla compagna tramite un<br />
disco o tramite il suo vento stellare.<br />
Quando il plasma sbatte sulla superficie, o<br />
arriva appena sopra ad essa emette <strong>raggi</strong> X<br />
e Gamma, osservabili solo dallo spazio.<br />
24/03/2007 <strong>Le</strong> <strong>pulsar</strong> <strong>binarie</strong> <strong>ai</strong> <strong>raggi</strong> X Carlo Ferrigno <strong>IASF</strong>Pa
S t r u m e n t i – 2 d e l p a s s a t o<br />
HEAO-3 americano<br />
1979 – 6 mesi<br />
BeppoSAX Italo<br />
Olandese 19962002<br />
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S t r u m e n t i i n v o l o 1<br />
XMM Newton 1999<br />
Europa<br />
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S t r u m e n t i i n v o l o 2<br />
INTEGRAL -2002<br />
Europa SWIFT -2004<br />
USA-Europa Suzaku -2005<br />
Giappone -USA<br />
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S c o p i d e l l ' a n a l i s i - 1<br />
Velocità di pulsazione e la sua<br />
variazione. Informazioni sul<br />
trasferimento di massa.<br />
Forma del profilo dell'impulso.<br />
Propagazione della<br />
radiazione in forti campi<br />
magnetici e gravitazionali.<br />
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S c o p i d e l l ' a n a l i s i - 2<br />
I meccanismi di emissione non sono ancora<br />
spiegati completamente.<br />
La forma spettrale può dare importanti<br />
informazioni sulla densità della materia e<br />
sull'intensità del campo magnetico.<br />
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F a s e d i S t u d i o - T e o r i a<br />
Teoria<br />
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F a s e d i s t u d i o – O s s e r v a z i o n i f a t t e<br />
<strong>Le</strong>ggere e studiare<br />
quello che si sa già.<br />
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I d a t i g r e z z i<br />
Sui satelliti i fotoni X producono impulsi<br />
elettrici.<br />
Gli impulsi vengono digitalizzati e<br />
trasmessi a terra.<br />
Noi studiamo dei lunghi elenchi in cui<br />
appare il tempo di arrivo di un fotone,<br />
la sua posizione sul detector, da cui si<br />
ricava la direzione di arrivo, e la sua<br />
energia.<br />
Da questi elenchi si ricavano le varie<br />
informazioni utili per un'analisi<br />
scientifica dei dati.<br />
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P o s i z i o n a m e n t o d e l l a s o r g e n t e<br />
Immagine del cielo nella zona di<br />
interesse.<br />
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A n a l i s i t e m p o r a l e<br />
I fotoni X possono essere<br />
contati uno a uno.<br />
Si possono fare delle curve<br />
di luce con risoluzione di<br />
alcune decine di<br />
microsecondi.<br />
Una <strong>pulsar</strong> produce un<br />
segnale periodico:<br />
misurando la distanza<br />
temporale dei massimi si<br />
può capire se accelera o<br />
rallenta.<br />
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A n a l i s i s p e t t r a l e<br />
I fotoni hanno diverse<br />
energie.<br />
Lo spettro di una<br />
sorgente descrive se<br />
arrivano più fotoni di<br />
alta energia o di<br />
bassa energia.<br />
Diversi meccanismi di<br />
emissione producono<br />
una forma diversa<br />
dello spettro.<br />
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V a l u t a z i o n e d e i r i s u l t a t i - e s e m p i o<br />
Nel caso delle<br />
<strong>pulsar</strong> in<br />
accrescimento<br />
è importante<br />
studiare<br />
l'evoluzione dei<br />
parametri fisici<br />
in funzione<br />
della fase<br />
dell'impulso.<br />
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P u b b l i c a z i o n e d e i r i s u l t a t i<br />
Si organizzano i risultati<br />
seguendo lo schema:<br />
introduzione<br />
dell'argomento con<br />
riassunto delle<br />
conoscenze attuali;<br />
risultati dell'analisi;<br />
discussione dei risultati<br />
evidenziando le novità<br />
trovate in relazione alle<br />
scoperte precedenti;<br />
conclusioni.<br />
24/03/2007 <strong>Le</strong> <strong>pulsar</strong> <strong>binarie</strong> <strong>ai</strong> <strong>raggi</strong> X Carlo Ferrigno <strong>IASF</strong>Pa
C o n c l u s i o n i<br />
Con il costante lavoro di molti scienziati si<br />
aggiungono importanti conoscenze su<br />
mondi lontani e misteriosi.<br />
Ogni tanto qualcuno particolarmente<br />
geniale ha idee brillanti che prevedono<br />
fenomeni ancora da osservare.<br />
Più spesso la costruzione di un nuovo e più<br />
potente strumento produce risultati<br />
inaspettati che diventano subito eccitanti<br />
e stimolano la fantasia degli scienziati<br />
che tentano si spiegarli.<br />
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