Una popolazione nascosta di stelle di neutroni

Le magnetar sono i densi resti di stelle che, ogni tanto, eruttano in potenti lampi di radiazioni molto energetiche. Si tratta di alcuni degli oggetti più misteriosi e estremi dell'Universo. Ora, una nuova campagna osservativa condotta dai telescopi spaziali Chandra, XMM-Newton, Swift e RXTE ha rivelato che questi oggetti potrebbero essere molto diversi – e più comuni – dall'immagine che ci siamo costruiti in questi anni.


Quando una stella massiccia esaurisce il suo carburante, i suoi strati esterni vengono espulsi in una supernova, mentre il suo nucleo collassa dando vita a una stella di neutroni, un oggetto incredibilmente denso e piccolo, sulla scala cosmica. Larghe solitamente poche decine di chilometri, le stelle di neutroni sono talmente dense che una cucchiaiata del loro materiale peserebbe oltre un miliardo di tonnellate.
Ma queste stelle sono ancora più estreme: ruotano su loro stesse molte volte al secondo. Eppure, alcune di queste stelle ruotano molto più lentamente, completando un singolo giro in qualche secondo, generando di tanto in tanto violenti lampi di raggi-X. Dato che l'unica sorgente in grado di alimentare questi lampi è l'energia magnetica contenuta nella stella, questi oggetti sono chiamati magnetar.
Le magnetar, inoltre, hanno dei campi magnetici incredibilmente potenti sulla loro superficie, decine o addirittura centinaia di volte più vigorosi di quelli di una normale stella di neutroni. La magnetar osservata da Chandra e dagli altri telescopi, però, non rientra in questo quadro. Il suo campo magnetico, infatti, è simile a quello di una comune stella di neutroni.
«Abbiamo scoperto che la magnetar SGR 0418+5729 ha un campo magnetico molto più ridotto rispetto ad altre magnetar», spiega Nanda Rea dell'Istituto di Scienze Spaziali a Barcellona. «Ciò ha importanti conseguenze su come crediamo che le stelle di neutroni si evolvano nel tempo, e sulla nostra comprensione delle supernove».
I ricercatori hanno monitorato SGR 0418+5729 per oltre tre anni. Sono stati in grado di ricostruire la potenza del campo magnetico esterno misurando i cambiamenti nella velocità di rotazione durante i lampi di raggi-X. Questi lampi sono probabilmente causati da fratture nella superficie della stella di neutroni unite alla tensione accumulata da un giovane e agitato campo magnetico appena sotto la superficie.
«Questo campo magnetico inferiore rende questo oggetto un'anomalia tra le anomalie», spiega Gianluca Israel dell'Istituto Nazionale di Astrofisica a Roma. «Le magnetar sono diverse dalla normale stella di neutroni, ma SGR 0418 è diversa anche dalla normale magnetar».
Modellando l'evoluzione dei processi di raffreddamento della magnetar e della sua crosta e del graduale decadimento del suo campo magnetico, i ricercatori hanno calcolato che SGR 0418 ha circa 550 mila anni, ossia è più antica di molte altre magnetar. Ciò significa che la crosta si è indebolita, ma, essendo il campo magnetico interno ancora relativamente forte, vi è ancora la possibilità che la stella emetta lampi di radiazioni.
Ciò significa che potrebbero esserci molte altre magnetar con età simili a quella di SGR 0418: per questo, i ricercatori hanno ipotizzato che il tasso di nascita delle magnetar potrebbe essere da cinque a dieci volte maggiore di quanto si pensa.
«Pensiamo che circa una volta ogni anno, in ogni galassia una silenziosa stella di neutroni si accenda con lampi simili a quelli di una magnetar, secondo il nostro modello di SGR 0418», spiega Josè Pons dell'Università di Alacant, in Spagna. «Speriamo di trovare molti altri oggetti simili».
Il caso di SGR 0418 potrebbe però avere altre implicazioni. Il suo campo magnetico superficiale, infatti, doveva essere molto forte fin dalla nascita della stella. Ciò significherebbe che la stella progenitrice aveva già potenti campi magnetici, oppure questi sono stati creati dalla stella di neutroni durante il collasso del nucleo.
Se anche altre stelle di neutroni sono nate con potenti campi magnetici, allora una buona parte dei lampi di raggi gamma potrebbero essere causati proprio dalla formazione delle magnetar, invece che dalle attività dei buchi neri, come si pensava fino ad oggi.
Inoltre, la nascita di una magnetar avrebbe un contributo molto importante sulle onde gravitazionali, le «rughe» del tessuto dello spaziotempo.

© immagine
Raggi-X: NASA/CXC/CSIC-IEEC/N.Rea et al
Visibile: Isaac Newton Group of Telescopes, La Palma/WHT
Infrarosso: NASA/JPL-Caltech
Una popolazione nascosta di stelle di neutroni Una popolazione nascosta di stelle di neutroni Reviewed by Pietro Capuozzo on 25.5.13 Rating: 5
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