Le stelle di neutroni non brillano come le altre stelle. Le stelle di neutroni isolate sono visibili perché 1) nascono molto calde 2) perdono lentamente la loro energia rotazionale attraverso processi connessi con i loro intensissimi campi magnetici corotanti.
Entrambi i processi contribuiscono alla luminosità delle stelle di neutroni nell'intervallo di energia tra 0.1 e 10 keV. E' proprio in queste due decadi di energia che la combinazione tra le ottiche di XMM-Newton e lo strumento di piano focale EPIC fornisce risultati ottimali.
Si seguito, presenteremo due esempi di stelle di neutroni isolate studiate con XMM-Newton. Si tratta di Geminga e di 1E1207.4-5209. Entrambi erano già ben noti per essere oggetti peculiari ed unici e le osservazioni con XMM-Newton hanno aggiunto importanti informazioni per la loro comprensione.
Geminga fu scoperta nel 1973 dal satellite della NASA SAS-2 come una sorgente non identificata nell'anticentro galattico che per molto tempo resistette a tutti i tentativi di identificazione (da qui il nomignolo milanese "Gh'è minga", non c'è). L'oggetto non è visibile in radio, è molto debole in ottico, è ben visibile in raggi X ma la maggior parte della sua luminosità è incanalata nei raggi gamma di alta energia (Bignami e Caraveo, Ann Rev. Astr. Astrophys, 34,331).
Grazie ad una esposizione di 100 ksec di XMM Newton si sono scoperte due code, di circa 2 minuti d'arco, pari a .1 pc alla distanza di 160 pc, perfettamente allineate con la direzione del moto proprio della sorgente. Non si è rivelata emissione nella regione interna alle code e la loro forma fa pensare alla proiezione sul piano del cielo di un cono di emissione X. Noi abbiamo interpretato le code come dovute all'onda d'urto causata dal moto supersonico di Geminga nel mezzo interstellare. E' la prima volta che si rivela una tale struttura e la sua forma ci permette di stimare l'inclinazione del vettore moto proprio della sorgente rispetto al piano del cielo, l'energia degli elettroni responsabili dell'emissione X e la densità locale del mezzo interstellare (Caraveo et al. 2003 Science, 301, 1345).
1E1207.4-5209 è una stella di neutroni radio quieta al centro di un resto di supernova. La scoperta di righe di assorbimento nel suo spettro X, l'ha resa unica poiché nessuna altra stella di neutroni sembra avere righe simili. Nell'agosto 2002, XMM-Newton osservò la sorgente per 260 ksec, raccogliendo 360.000 fotoni. L'analisi di questa lunga osservazione, oltre a confermare le righe a 0.7 e 1.4 keV, ha rivelato una terza riga a 2.1 keV ed anche una possibile quarta riga a 2.8 keV. Il rapporto 1:2:3:4 tra le energie dei centroidi delle righe, unito alla loro variazione in fase, da collegare al campo magnetico corotante con la stella, suggerisce che si tratti di righe di assorbimento di ciclotrone (Bignami et al Nature 2003, 423,725, De Luca et al, Astr. Astrophys. 2004 418, 625). Se la riga a 0.7 keV è la frequenza di ciclotrone fondamentale, il campo magnetico nella zona dove si formano le righe, assumendo un redshift del 20%, deve essere B ~6 1010(1+z) ~8 1010 G nel caso si tratti di elettroni. Nel caso si tratti di protoni, il campo deve essere un fattore mp/me più alto , vicino a 2 1014 G, un valore tipo magnetar. Nessuno di questi valori è in accordo con il campo magnetico ricavato dai parametri temporali di 1E1207.4-5209, che risulta essere 2-3 1012G .
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