Più della metà delle stelle nella nostra Galassia fa parte di sistemi binari, cioè di sistemi costituiti da due stelle così vicine che la loro attrazione gravitazionale le fa ruotare attorno ad un punto comune, il centro di massa. In un piccolo numero di questi sistemi, la vicinanza tra le due stelle è tale da influenzare addirittura la loro evoluzione.

Scoperti negli anni '70, i sistemi binari X fanno parte degli oggetti più luminosi del cielo visto a raggi X (ovvero a frequenze comprese nell'intervallo 3x10^16 - 3x10^19 Hz.). Essi sono formati da un oggetto detto compatto (un buco nero di massa stellare o una stella di neutroni) e da un'altra stella. Attualmente si conoscono più di 400 di questi sistemi.

Un sistema binario X è dunque costituito da un oggetto compatto (un buco nero o una stella di neutroni) e da una stella detta compagna. L'oggetto compatto corrisponde allo stadio finale della vita di una stella massiva, la cui massa è superiore a 8 volte quella del Sole. In questi sistemi, la materia della stella compagna cade sull'oggetto compatto a causa della forte attrazione gravitazionale di quest'ultimo, emettendo una grande quantità di radiazione nei raggi X.

A seconda della massa della stella compagna, i sistemi binari X vengono classificati come sistemi binari di piccola massa (stella compagna di massa comparabile o inferiore a quella del Sole) o sistemi binari di grande massa (stella giovane, più massiva del Sole). Nei sistemi del primo tipo, la materia della stella compagna cade spiraleggiando sull'oggetto compatto formando un cosiddetto disco d'accrescimento che emette nei raggi X. In quelli del secondo tipo, la stella compagna è talmente grande e vicina all'oggetto compatto che il suo strato esterno viene catturato direttamente dall'oggetto compatto sotto forma di vento di particelle.

Poiché i raggi X vengono bloccati dall'atmosfera terrestre, per effettuare le osservazioni di sistemi binari X è necessario utilizzare satelliti orbitanti attorno alla Terra. Tali osservazioni permettono di evidenziare la presenza di buchi neri e di stelle di neutroni. Questi sistemi rappresentano dei laboratori incredibili, impossibili da riprodurre sulla Terra, per studiare gli oggetti compatti, la loro fisica, il comportamento della materia in condizioni estreme (densità e temperatura altissime), ma anche la dinamica dei gas, etc.

Nell'immagine: rappresentazione artistica di un Sistema Binario X. Crediti: F.K. Lamb.

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