Spazio

Una stella straordinariamente magnetica

Le inattese proprietà di una stella di neutroni supermagnetica mettono in discussione ciò che crediamo di sapere sui buchi neri e altri oggetti della Via Lattea.

Quando durante un'esplosione di supernova una stella massiccia collassa in una stella di neutroni, il suo campo magnetico aumenta di intensità in maniera smisurata. In alcuni casi particolari, se la stella prima dell’esplosione ha un’elevata velocità di rotazione e un forte magnetismo, a seguito del collasso si forma una magnetar (dalla contrazione dei termini inglesi magnetic star, stella magnetica), una stella di neutroni rotante con un campo magnetico di intensità superiore a 1011 Tesla, cioè milioni di miliardi di volte più intenso di quello terrestre.

Un campo 10 volte più debole può smagnetizzare una carta di credito dalla metà della distanza tra Terra e Luna!

L'incredibile calamita cosmica. Il decadimento di questo mostruoso campo magnetico genera delle intense e abbondanti emissioni elettromagnetiche, in particolare raggi X e raggi gamma. La teoria riguardante tali oggetti fu formulata nel 1992 e nel corso del decennio seguente l'ipotesi delle magnetar è stata largamente accettata per spiegare il comportamento di particolari oggetti conosciuti come soft gamma repeater (sorgenti ricorrenti di raggi gamma morbidi) e pulsar anomale a raggi X. Si ritiene che 1 supernova su 10 degeneri in una magnetar anziché in una più comune stella di neutroni o in una pulsar.

La zona del centro della Via Lattea dove è stato scoperto SGR 1745-2900. Nei riquadri, le osservazioni nei raggi X della sorgente nel 2008 e nel 2013. © NASA/CXC/INAF/F. Coti Zelati et al.

Una magnetar da record. Nel 2013, fu annunciata la scoperta di una magnetar con un campo magnetico eccezionalmente potente (circa 100 mila miliardi di volte quello terrestre) a soli 0,3 anni luce dal buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea. A oggi, è la stella di neutroni più vicina a un buco nero che si conosca ed è probabile che finisca nella sua morsa gravitazionale.

La magnetar, denominata SGR 1745-2900, fu identificata grazie a un intenso flash di raggi X e da quel momento fu costantemente monitorata.

Adesso, grazie alle osservazioni a lungo termine effettuate con i telescopi spaziali Chandra della NASA e XMM-Newton dell’ESA, è emerso che la quantità di raggi X prodotta da SGR 1745-2900 è in calo, ma non nella misura e con l'intensità previste: dal picco del 2013, il flusso di raggi X prodotto sta diminuendo con un ritmo molto più lento rispetto a quello di altre magnetar e la sua superficie è più calda del previsto.

Per tutti gli oggetti di questo tipo finora noti le emissioni di raggi X diminuiscono lentamente fino a scomparire nell’arco di un anno, ma nel caso in questione, a partire da quando sono stati rilevati i primi lampi X, la temperatura della stella di neutroni si è mantenuta a livelli molto alti, circa 10 milioni di gradi, e la sua luminosità si è ridotta soltanto del 20%.

Terremoti stellari. Il gruppo di ricercatori che ha effettuato lo studio ha quindi verificato se i cosiddetti starquakes (stellamoti, sismi stellari) fossero responsabili di questo insolito comportamento. Le stelle di neutroni, comprese le magnetar, possono sviluppare una dura crosta esterna dallo spessore di circa 1 km.

Rappresentazione artistica di quello che potrebbe essere uno stellamoto visto da vicino.

L’instabile campo magnetico di questi oggetti esotici (instabili, fuori standard), il cui diametro è compreso tra 10 e 20 km, è talmente potente da “riconfigurarsi” improvvisamente e portare alla frattura della crosta esterna ed emettere energie elevatissime. Ma, sebbene i starquakes possano spiegare le variazioni di luminosità e raffreddamento, questo meccanismo relativamente repentino di per sé non è coerente con il lento calo dei raggi X e la temperatura molto elevata della crosta.

bombe relativistiche. I ricercatori ritengono che il riscaldamento superficiale possa essere legato al bombardamento della superficie del corpo collassato da parte di particelle cariche, intrappolate nelle linee di forza dell’intenso campo magnetico attorno alla stella di neutroni e accelerate a velocità prossime a quella della luce.

Sarebbe perciò la collisione di queste particelle ultraenergetiche a riscaldare la stella di neutroni sino ai valori osservati, mentre non ci sarebbe alcuna evidente correlazione tra il mantenimento della temperatura e la vicinanza del buco nero supermassiccio. Determinanti per sciogliere la questione saranno le osservazioni future, che si spera permettano di raccogliere più indizi su ciò che sta accadendo su questa magnetar mentre orbita attorno al buco nero supermassiccio della nostra Galassia.

26 maggio 2015 Mario Di Martino
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