Fin dai primi anni ’70, il sistema binario Cygnus X-3 è noto per il suo comportamento molto particolare: diventa molto brillante in banda radio, salvo poi affievolirsi in pochi giorni. Il comportamento unico della sorgente durante questi rapidi eventi altamente energetici ha portato nel 1973 R.M. Hjellming a definirlo “il puzzle astronomico Cygnus X-3”.
Il rilascio di energia gravitazionale nei sistemi binari è tra i processi fisici più potenti dell’Universo. I sistemi binari che emettono raggi X sono costituiti da un oggetto compatto (un buco nero o una stella di neutroni) e da una stella compagna da cui viene risucchiato del gas.
Fino a oggi sono state identificate alcune centinaia di queste sorgenti nella nostra Galassia. Il punto di svolta nella soluzione di questo puzzle astrofisico è stata l’osservazione di Cygnus X-3 con il satellite IXPE.
Secondo Alexandra Veledina, ricercatrice presso l’Università di Turku e autrice principale dello studio, l’uso della polarizzazione nei raggi X ha fornito informazioni cruciali sulla geometria del materiale in prossimità del buco nero centrale. Alexandra Veledina spiega: «Abbiamo scoperto che l’oggetto compatto è circondato da un involucro di materia densa e opaca. La luce che osserviamo è un riflesso dalle pareti interne di un “imbuto” simile ad una “tazza” con l’interno a specchio».
Dice Fabio Muleri, primo ricercatore dell’istituto INAF-IAPS e secondo autore dell’articolo: «Sapevamo che Cyg X-3 fosse una sorgente “particolare”, ma siamo comunque rimasti a bocca aperta quando l’abbiamo osservata con gli occhi di IXPE, che ci hanno permesso per la prima volta di osservare la polarizzazione, dei raggi X che emette. Il valore misurato non può essere spiegato con nessun modello applicabile alle altre sorgenti di questo tipo e quindi ne abbiamo dovuto sviluppare uno appositamente».
Questa scoperta ha portato alla classificazione di Cygnus X-3 come una sorgente di raggi X ultra-luminosa (ULXs): la sorgente riesce ad inghiottire così tanto gas e così rapidamente che una parte di questo non viene catturata del buco nero, ma viene invece espulsa dal sistema stesso.
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