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I sistemi binari sono composti da due stelle che orbitano attorno al centro di massa del sistema. Una speciale classe di stelle binarie è quella dei sistemi binari X, così chiamati perché emettono raggi X. Tali sistemi sono composti tipicamente da una stella di sequenza principale e da un oggetto compatto (una nana bianca, una stella di neutroni o un buco nero). Questa coppia di stelle produce emissione X se le stelle sono sufficientemente vicine da permettere alla materia della stella "normale" di essere attirata dalla gravità esercitata dall'oggetto compatto. I raggi X provengono dalle regioni attorno l'oggetto collassato dove la materia in caduta è riscaldata a temperature dell'ordine dei dieci milioni di gradi.

La nuova classe di sistemi binari osservata da Integal è costituita da un oggetto compatto (un buco nero o una stella di neutroni) che produce “outburst”, ossia aumenti di luminosità X, e da una stella “supergigante” molto luminosa. A questa classe di oggetti è stato dato il nome di “supergiant fast X-ray transients”.

Inoltre vengono detti transienti perchè a periodi di quiescenza alternano periodi di aumento nell’emissione della radiazione X.

Prima del lancio di Integral, erano state osservate solo una dozzina di sistemi binari X contenenti delle supergiganti. Ad oggi gli scienziati ritengono che sistemi X con una grande massa siano molto rari, perché le stelle nella fase di supergigante hanno un tempo di vita breve.

Tuttavia i dati di Integral combinati con altre osservazioni X del satellite, indicano che i sistemi binari X transienti contenenti una supergigante sono probabilmente molto più numerosi nella nostra galassia di quanto si pensasse prima.

Infatti, a causa della loro natura transitoria, nella maggior parte dei casi questi sistemi non erano stati rivelati da altri osservatori perché non disponevano della sensibilità, la copertura continua e l’ampio campo di vista di Integral.

I "supergiant fast X-ray transients" mostrano outburst brevi con un tempo di salita molto rapido – raggiungendo il picco del brillamento in una decina di minuti – e di durata tipica di solo qualche ora. Questa la differenza principale con gli altri sistemi binari X transienti osservati che invece mostrano outburst più lunghi, con durata da poche settimane fino a mesi.

Gli outburst di lungo periodo si possono spiegare pensando a una massa viscosa che viene scambiata tra la stella e un oggetto compatto in accrescimento.

Nei ‘supergiant fast X-ray transients’ invece la breve durata dell’outburst sembra essere dovuta a un meccanismo differente nel trasferimento di massa tra i due corpi.

Questo potrebbe essere dovuto ai forti venti radiativi, tipici delle stelle molto massive, che alimentano con la materia stellare l’oggetto compatto.

Per esempio a causa della natura intrinsecamente variabile del vento radiativo della superigante si possono verificare improvvisi episodi di aumento nel tasso di accrescimento, portando a rapidi brillamenti X (flare).

In alternativa, il flusso del materiale trasportato dal vento della stella potrebbe diventare, per ragioni ancora non chiare, molto turbolento e irregolare quando cade nell’enorme campo gravitazionale dell’oggetto compatto.“In ogni caso, siamo abbastanza certi che gli outburst rapidi siano associati a trasferimenti di massa da una stella supergigante a un oggetto compatto” dice Ignacio Negueruela, dell’Università di Alicante in Spagna.

E aggiunge,“Crediamo che gli outburst di breve durata non possano essere in relazione con la natura del compagno compatto, perché si osservano outburst rapidi in casi in cui gli oggetti compatti sono molto diversi – buchi neri, pulsar X di lungo e breve periodo”.

Studiando le sorgenti come i “supergiant fast X-ray transients” e comprendendo le ragioni del loro comportamento, si potrà accrescere la comprensione dei processi di accrescimento degli oggetti compatti. Inoltre, si potrà fornire un prezioso contributo nello studio della formazione dei sistemi binari X di grande massa.