Forse individuata la nascita di una magnetar

Le magnetar (contrazione dei termini inglesi magnetic star – stella magnetica) sono stelle di neutroni che ruotano rapidamente, con una gravità un miliardo di volte quella della Terra e campi magnetici che superano di 10^24 volte quelli terrestri. Avvicinandosi a queste magnetar gli effetti derivanti possono essere le maree, il calore, l’elevato campo magnetico e ovviamente l’intensa gravità.
Possono inoltre emettere delle esplosioni di energia così intense, da avere una rilevante influenza sul nostro pianeta, anche se si trovano a distanze lontanissime. Di fatto, questa situazione si è già verificata nel 2004, quindi abbiamo tutto l’interesse per avere le maggiori conoscenze possibili su questo tipo di stelle.
Per esempio: non sappiamo esattamente come si formano. Potrebbe essere il risultato dell’esplosione di una stella massiccia, e il nucleo collassa in una stella di neutroni ultra densa. Oppure, le magnetar si sono formate quando due nane bianche si sono fuse insieme.
E’ anche possibile che le magnetar si siano formate a seguito dello scontro tra due stelle di neutroni, precedentemente formate. In genere l’esito di uno scontro tra due stelle di neutroni è la formazione di un buco nero, ma se le due stelle hanno una massa inferiore a quella usuale, possono evitare di dare origine al buco nero.
Il 22 maggio del 2020, il satellite Swift, lanciato in orbita nel 2004, ha rilevato un lampo di raggi gamma, e ha inviato una segnalazione agli astronomi sulla Terra, comunicando di aver trovato un lampo di raggi gamma (GRB – Gamma Ray Burst) – individuato con il codice GRB200522A.
I raggi gamma rappresentano la forma di luce con la più alta energia, e diversi sono gli oggetti che ne possono emettere dei lampi. Il lampo GRB200522A ha avuto una durata inferiore a un secondo, ciò che viene chiamato un lampo di raggi gamma breve, e questa situazione si verifica esattamente quando due stelle di neutroni collidono.
Dalle osservazioni successive, si è dedotto che GRB200522A si è verificato in una piccola galassia, con una intensa produzione di stelle, e che la luce ha impiegato 5,5 miliardi di anni per raggiungere la Terra, cioè più di un terzo dell’intero percorso attraverso l’universo osservabile. Questa situazione sembra essere la norma; la maggior parte dei lampi di raggi gamma sono osservati in galassie distanti. E il 70% dei lampi di raggi gamma brevi, si verificano in galassie come questa.
Quando due stelle di neutroni collidono, l’esplosione che ne risulta emette un’enorme quantità di materia calda ed estremamente densa, a una velocità elevata. I campi magnetici intensi indirizzano questa materia in fasci paralleli, potenti coni di materia e di radiazione che, dalla collisione, esplodono verso l’alto e verso il basso. Tutto ciò, nel corso dell’urto, sbatte contro il materiale, facendolo brillare nell’infrarosso. In questo modo, gli astronomi hanno puntato il Telescopio Hubble Space verso il GRB200522A, rilevando che il lampo nell’infrarosso era circa 10 volte quello che si vede solitamente da una kilonova. E questo era abbastanza strano.
Inoltre, anche i raggi X e le emissioni radio si sono attenuati in una maniera difforme da ciò che di solito si osserva nei lampi di raggi gamma brevi. Per finire, i modelli hanno dimostrato che per far sì che questo GRB funzioni come uno normale, i getti espulsi sarebbero dovuti essere dei coni più ampi rispetto a quelli che erano stati osservati nei precedenti GRB.
Chiaramente, non si è trattato di un evento ordinario. Molto debole per un’esplosione di raggi gamma, ma il bagliore residuo derivante da GRB200522A era molto più intenso di una generica kilonova. Un buco nero non è in grado di produrre questo bagliore, mentre una magnetar possiede queste potenzialità. E questo è ciò che gli astronomi pensano sia successo in questo caso.
Vediamo come sarebbe andata, secondo le ipotesi più accreditate degli astronomi.
Tanto tempo fa, due stelle massicce orbitavano una attorno all’altra. A un certo punto, una di queste stelle è esplosa, dando origine a una stella di neutroni; poco dopo, anche la seconda stella ha subito la stessa sorte. Si sono quindi formate due stelle di neutroni, relativamente leggere per la loro tipologia. Nei miliardi di anni successivi, hanno iniziato a spiraleggiare una attorno all’altra, finché non si sono scontrate e fuse. Da questa fusione è scaturita una forte esplosione, che ha generato del materiale molto denso, che si è fuso per formare elementi di processo-r: la kilonova.
Il residuo di questa fusione non è stato un buco nero, ma una magnetar, una singola stella di neutroni massiccia, con un magnetismo incredibilmente forte. Durante la rotazione così rapida, il campo magnetico di questa magnetar ha trasferito una quantità di energia al materiale attorno a essa, facendo sì che questo materiale brillasse più intensamente rispetto alla formazione di un buco nero.
Le magnetar sono abbastanza rare; nella nostra galassia se ne conoscono non più di mezza dozzina. Ma si pensa che queste magnetar siano i propulsori che stanno dietro la formazione delle esplosioni radio veloci (FRB – Fast Radio Burst), brevi impulsi di intensa energia radio. Uno di questi è stato visto provenire da un magnetar noto nella Via Lattea, quindi è probabile che siano la sorgente di alcuni FRB.
Anche se le magnetar sono rare all’interno di una galassia, vi sono molte galassie, e quindi il numero delle magnetar può essere elevato. Se GRB200522A fosse collegato alla nascita di una magnetar, allora sarebbe la prima mai vista, e rappresenterebbe una svolta nella comprensione di questi strani oggetti.
Fonte: syfy.com