Swift J1818.0 la stella di neutroni bambina

Una stella di neutroni è un oggetto cosmico estremamente denso e compatto che si forma dopo che una stella massiccia esplode in una supernova. Questi oggetti sono talmente densi da essere superati solamente dai buchi neri

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Una stella di neutroni scoperta di recente, conosciuta come Swift J1818.0-1607 si è formata appena 240 anni fa, un astro giovanissimo rispetto agli standard a cui gli astronomi sono abituati. A stabilirlo uno studio pubblicato sulla rivista Astrophysical Journal Letters.

Swift J1818.0-1607 è stata individuata dall’osservatorio Swift Neil Gehrels della NASA il 12 marzo scorso, quando ha rilasciato una massiccia esplosione di raggi X. Gli studi di follow-up condotti dall’osservatorio XMM-Newton dell’Agenzia spaziale europea e dal telescopio NuSTAR della NASA, guidato dal Caltech e gestito dal Jet Propulsion Laboratory dell’agenzia, hanno rivelato altre caratteristiche fisiche della stella di neutroni, comprese quelle che hanno permesso di stimarne l’età.

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Una stella di neutroni è un oggetto cosmico estremamente denso e compatto che si forma dopo che una stella massiccia esplode in una supernova. Questi oggetti sono talmente densi da essere superati solamente dai buchi neri: un cucchiaino di questa materia formata da neutroni peserebbe sulla superficie del nostro pianeta 4 miliardi di tonnellate.

Gli atomi all’interno di una stella di neutroni vengono talmente compressi che si compattano cosi strettamente da far diventare un astro di diverse masse solari di dimensioni estremamente ridotte. La stella di neutroni Swift J1818.0-1607 racchiude il doppio della massa del nostro Sole in un volume più di un trilione di volte più piccolo.

Swift J1818.0-1607 presenta un campo magnetico fino a 1.000 volte più forte di una tipica stella di neutroni e viene per questo classificata in una classe di oggetti chiamati Magnetar, gli oggetti con i campi magnetici più intensi dell’universo, e inoltre sembra essere la magnetar più giovane mai scoperta. Se la sua età verrà confermata, significa che la luce dell’esplosione stellare avrebbe raggiunto la Terra all’epoca in cui George Washington divenne il primo presidente degli Stati Uniti.

Questo oggetto ci sta mostrando le prime fasi della vita di una magnetar che non abbiamo mai visto prima, poco dopo la sua formazione“, ha affermato Nanda Rea, ricercatrice presso l’Istituto di Scienze Spaziali di Barcellona e investigatrice principale nelle campagne di osservazione di XMM Newton e NuSTAR (abbreviazione di Nuclear Spectroscopic Telescope Array).

Gli astronomi conoscono oltre 3000 stelle di neutroni, ma solo 31 di esse sono magnetar confermate, inclusa Swift J1818.0-1607. Poiché le loro proprietà fisiche non possono essere simulate sulla Terra, le stelle di neutroni (comprese le magnetar) sono laboratori naturali per testare la nostra comprensione del mondo fisico.

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Forse se riusciremo a capire la storia della formazione di questi oggetti, capiremo perché c’è una differenza così grande tra il numero di magnetar che abbiamo trovato e il numero totale di stelle di neutroni conosciute“, ha aggiunto Rea.

Swift J1818.0-1607 si trova nella costellazione del Sagittario e si trova a soli circa 16.000 anni luce di distanza dal sistema solare. Molti modelli scientifici suggeriscono che le proprietà fisiche e i comportamenti delle magnetar cambiano con l’età e che le magnetar possono essere più attive quando sono più giovani. Quindi aver trovato un campione giovane e vicino aiuterà a perfezionare quei modelli.

Le stelle di neutroni sono oggetti piccoli, con un diametro stimato tra i 15 e i 20 km tuttavia possono emettere enormi esplosioni di luce alla pari di oggetti molto più grandi. Le magnetar in particolare sono state collegate a potenti eruzioni cosi luminose da essere osservabili in tutto l’universo. Considerando le caratteristiche fisiche estreme delle magnetar, gli scienziati pensano che ci siano diversi modi in cui possono generare queste enormi quantità di energia.

La missione Swift ha individuato Swift J1818.0-1607 nella fase di eruzione. In questa fase, l’emissione di raggi X è diventata almeno 10 volte più luminosa del normale.

Gli eventi esplosivi variano nelle loro specifiche, ma di solito iniziano con un improvviso aumento della luminosità nel corso di giorni o settimane a cui segue un graduale declino nel corso di mesi o anni quando la magnetar torna alla sua normale luminosità. Ecco perché gli astronomi devono agire in fretta se vogliono osservare il periodo di massima attività da uno di questi eventi. La missione Swift ha allertato la comunità di astronomia dell’evento e XMM-Newton (che ha la partecipazione della NASA) e NuSTAR hanno effettuato rapidi studi di follow-up.

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Oltre ai raggi X, le magnetar rilasciano grandi quantità di energia sotto forma di raggi gamma, la più alta forma di energia di luce nell’universo. Possono emettere onde radio, la forma di energia più bassa della luce nell’universo (le stelle di neutroni che emettono radiazioni radio di lunga durata sono chiamate radio pulsar; Swift J1818.0-1607 è una delle cinque magnetar conosciute che sono anche radio pulsar).

La cosa sorprendente delle [magnetars] è che sono una popolazione variegata“, ha affermato Victoria Kaspi, direttrice del McGill Space Institute presso la McGill University di Montreal ed ex membro del team NuSTAR, che non era coinvolto nello studio. “Ogni volta che ne trovi una, ti racconta una storia diversa. Sono molto strane e molto rare e non credo che abbiamo osservato l’intera gamma di possibilità“.

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Il nuovo studio è stato condotto da Paolo Esposito con la School for Advanced Studies (IUSS) di Pavia, Italia.

Fonte: Phys.org