Un team di astrofisici inglesi, australiani, americani e italiani dell'Istituto Nazionale di Astrofisica e delle Università di Cagliari e Bologna, ha scoperto la prima 'pulsar doppia' che si conosca. La rilevante scoperta è stata messa in rete sul portale 'Science Express' e andrà in stampa sulla rivista Science entro la fine di gennaio. Le osservazioni che hanno permesso l'importante risultato sono state effettuate con il radiotelescopio di Parkes, in Australia. Questo è il primo sistema che si conosca composto da due stelle di neutroni ruotanti una attorno all'altra in cui anche la seconda stella di neutroni sia una pulsar. Si tratta dello stesso sistema binario scoperto dallo stesso team il mese scorso, in cui era stata identificata la prima pulsar, e in cui è stata ora identificata come tale anche la stella compagna, in un primo tempo ritenuta una 'normale' stella a neutroni.

La scoperta originaria era già stata portata alla ribalta internazionale da rivista Nature (4.12.2003) per le sue implicazioni connesse alla rivelabilità di onde gravitazionali. L'identificazione della 'pulsar compagna', avvenuta durante le osservazioni del sistema, ha forti implicazioni riguardanti la verifica di fondamentali leggi della fisica e fornisce uno straordinario laboratorio cosmico per verificare alcune conseguenze della teoria della Relatività di Einstein, che sulla Terra non è assolutamente possibile verificare.

I radioastronomi italiani, e i loro partner internazionali, avevano scoperto alcuni mesi fa il debole segnale adio impulsivo proveniente da una particolare stella di neutroni, una 'pulsar' (denominata PSR J0737-3039), e avevano dimostrato che questa pulsar doveva essere in orbita attorno ad un'altra stella di neutroni. L'osservazione della variazione dei parametri orbitali della pulsar indicava già mesi fa questo sistema, per le sue caratteristiche, come un laboratorio cosmico unico nel suo genere e particolarmente adatto alla verifica delle leggi della gravitazione.

Subito dopo la scoperta originaria, il team di astrofisici ha continuato un'intensa campagna di osservazioni, con l'intento di ottenere misure accurate di effetti di Relatività generale che solo in questo sistema si possono ottenere in tempi relativamente brevi. Durante queste osservazioni, hanno identificato il segnale impulsivo proveniente dalla stella di neutroni compagna, che è quindi anch'essa una pulsar. A causa della straordinaria stabilità della frequenza di ripetizione dei deboli impulsi provenienti dalle pulsar, stabilità paragonabile a quella dei migliori orologi atomici terrestri, le pulsar si comportano come veri e proprio campioni di tempo cosmici. Questa caratteristica ha consentito per esempio di misurare la deformazione dell'orbita del sistema binario, dovuto al fenomeno fisico noto come emissione di onde gravitazionali. La disponibilità di un secondo orologio cosmico di precisione nello stesso sistema binario consente ora la misura precisa di effetti di Relatività generale previsti dalla teoria ma assolutamente inosservabili nei sistemi fisici disponibili fino ad ora sulla Terra.

Il periodo di ripetizione degli impulsi della pulsar compagna (denominata PSR J0737-3039B) è di 2,77 secondi, molto più lento di quello della pulsar primaria PSR J0737-3039 (denominata adesso PSR J0737-3039A), che è di soli 22 millisecondi. Le due stelle ruotano una intorno all'altra con un periodo di rivoluzione di sole 2,4 ore e le osservazioni mostrano che il forte campo di radiazione di PSR J0737-3039A influenza la magnetosfera di PSR J0737-3039B, provocando drammatiche variazioni dell'intensità del segnale. Questo effetto potrà essere utilizzato per sondare per la prima volta le proprietà della magnetosfera di una stella di neutroni.

Il sistema binario scoperto a Parkes, non solo contiene due pulsar, due oggetti che emettono un segnale periodico impulsivo la cui stabilità è paragonabile a quella dei migliori orologi atomici, ma è in assoluto il sistema binario più 'relativistico' oggi noto. Un sistema binario così relativistico (le due pulsar ruotano una attorno all'altra alla velocità di circa lo 0,1% di quella della luce) dotato di due orologi cosmici di questa portata, non solo permette una verifica senza precedenti dell'accuratezza della teoria di Einstein, ma consente anche di verificare l'eventuale esattezza di altre teorie della gravitazione, alternative alla Relatività renerale, ma che si distinguono da questa solo nel caso di effetti fisici estremi che solo questo sistema binario consente di osservare.

Il gruppo di ricerca italiano, che si occupa da diversi anni di attività sperimentale nel campo delle radio pulsar con il radiotelescopio australiano di Parkes e con i radiotelescopi nazionali dell'Istituto di Radioastronomia di Bologna, è diretto da Nichi D'Amico, professore ordinario di radioastronomia all'Università di Cagliari e direttore dell'Osservatorio astronomico di Cagliari, struttura dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). I suoi due giovani collaboratori sono Marta Burgay, che con questa scoperta conclude la tesi di dottorato, e Andrea Possenti. Entrambi sono nel limbo dei giovani ricercatori italiani, vincitori di un concorso, in attesa di essere assunti. Nelle vicinanze di Cagliari, in località Pranu Sanguni, nel Comune di San Basilio, l'INAF si appresta a costruire il grande radiotelescopio SRT (Sardinia Radio Telescope). Grazie a SRT, le osservazioni che hanno portato a queste scoperte potranno essere eseguite anche nel nostro Paese.