Il campo magnetico della pulsar nella Lighthouse Nebula

Ufficio Comunicazione - Alessio Coppola | 9 luglio 2026

Tramite il telescopio spaziale IXPE della NASA è stato misurato il campo magnetico della pulsar Psr J1101-6101 all’interno della Lighthouse Nebula confermando la teoria secondo cui le particelle ad alta energia fuoriescono lungo le linee del campo magnetico della galassia. Inoltre, la divergenza nell’orientamento dei campi magnetici osservata tra onde radio e raggi X fornisce una prova della natura altamente strutturata di questi oggetti.

Tra gli autori dello studio “IXPE Polarizations of the Lighthouse Pulsar, Trail, and Filament”, pubblicato su The Astrophysical Journal, anche Niccolò Bucciantini dell'INAF Osservatorio Astrofisico di Arcetri.

Il team di ricerca ha analizzato due sottili propaggini di raggi X – una più lunga, il filamento, e una più corta, la scia – che si estendono dalla pulsar per comprendere meglio come gli elettroni interagiscano con la nebulosa. Quando le particelle ad alta energia provenienti dalla pulsar entrano in collisione con il gas dello spazio interstellare, danno origine a un’onda d’urto (bow shock). La maggior parte delle particelle rimane intrappolata dietro questa onda d’urto, dando luogo a una scia turbolenta alle spalle della pulsar. Ormai da una ventina d’anni i ricercatori ritengono che le particelle a energia più elevata riescano però a “bucare” quest’onda d’urto e a raggiungere lo spazio interstellare, fluendo lungo le linee del campo magnetico della galassia e formando la propaggine più lunga e sottile – il filamento.

immagine lighthouse ixpe

L’immagine composita mostra i dati ai raggi X raccolti da IXPE in blu (riquadro in alto a destra), quelli dell’osservatorio per raggi X Chandra in viola e i dati radio del Csiro in verde. Crediti: Nasa/Cxc/Stanford Univ./J.T. Dinsmore et al. (Chandra); Nasa/Msfc/J.T. Dinsmore et al. (Ixpe); Csiro/Atnf/Atca (radio); 2Mass/UMass/Ipac-Caltech/Nasa/Nsf (ottico); Nasa/Cxc/Sao/L. Frattare (elaborazione dell’immagine)

Per verificare questa teoria, era necessaria una misura della polarizzazione della luce che traccia la direzione del campo magnetico. Se questo risulta allineato con il filamento, si ha la conferma che le particelle del filamento stanno fluendo lungo il campo. I ricercatori dello studio hanno misurato sia la polarizzazione del filamento che quella della scia, nonché del segnale di emissione della pulsar, confermando, con un livello di confidenza superiore al 99 per cento, che il campo magnetico è effettivamente allineato con il flusso delle particelle. Inoltre le misure sulla polarizzazione della scia hanno mostrato due orientamenti differenti – quasi perpendicolari – fra il campo magnetico responsabile dell’emissione di raggi X e quello relativo alle onde radio.

«La netta divergenza nell’orientamento dei campi magnetici osservata tra le lunghezze d’onda radio e quelle dei raggi X fornisce una prova convincente della natura altamente strutturata di questi oggetti» spiega Niccolò Bucciantini di INAF Arcetri. «Si tratta della prima chiara indicazione del fatto che particelle con energie diverse occupano regioni distinte all’interno del sistema, suggerendo la presenza di meccanismi di accelerazione multipli e potenzialmente molto diversi tra loro».

«Ad oggi non si sa ancora come nelle nebulose da pulsar come questa, ma anche come l’assai più famosa Nebulosa del Granchio, le particelle siano accelerate» continua Bucciantini. «Sono stati proposti meccanismi legati alla presenza di forti onde d’urto ma funzionano solo se i campi magnetici sono molto deboli, e noi sappiamo che non lo sono. Altri meccanismi invocano grandi livelli di turbolenza, ma la polarizzazione ci ha mostrato che la turbolenza non è molto forte. Forse meccanismi diversi operano in zone diverse, e non siamo ancora stati capaci di separarli. È per questo che studiamo sistemi diversi, nella speranza che la loro diversità ci indichi la soluzione».

 

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