Roma – Nel 2008, l’Osservatorio Swift della NASA ha individuato brevi e intensi lampi di raggi gamma provenienti dalla periferia della Via Lattea. La sorgente, un oggetto chiamato SGR 0501+4516, è una delle sole circa 30 magnetar note nella Via Lattea.
Una magnetar è un tipo speciale di stella di neutroni. Le stelle di neutroni sono tra gli oggetti più estremi dell’Universo. Queste stelle in genere concentrano una massa superiore a quella del Sole in una sfera di neutroni di circa 20 chilometri di diametro. Non sorprende che questi oggetti esotici possano mostrare diversi comportamenti estremi, come esplosioni di raggi X e gamma, intensi campi magnetici e rapida rotazione.
“Le magnetar sono stelle di neutroni, i resti morti di stelle, composte interamente da neutroni. Sono così pesanti e dense che gli elettroni e i protoni che compongono gli atomi sono stati schiacciati insieme in neutroni. Ciò che rende le magnetar uniche sono i loro campi magnetici estremi, miliardi di volte più intensi dei magneti più potenti che abbiamo sulla Terra”, ha affermato Ashley Chrimes, autore principale dell’articolo sulla scoperta pubblicato oggi sulla rivista Astronomy & Astrophysics . Chrimes è una ricercatrice dell’Agenzia Spaziale Europea presso il Centro Europeo per la Ricerca e la Tecnologia Spaziale (ESTEC) nei Paesi Bassi.
Si ritiene che la maggior parte delle stelle di neutroni nasca da supernovae a collasso nucleare. Queste spettacolari esplosioni cosmiche si verificano quando stelle molto più massicce del Sole esauriscono il combustibile per la fusione nucleare. Gli strati esterni della stella cadono verso l’interno e rimbalzano dal nucleo collassato in un’esplosione che può brevemente eclissare un’intera galassia.
Poiché le magnetar sono a loro volta stelle di neutroni, la spiegazione naturale della loro formazione è che anch’esse nascano dalle supernovae. Questo sembra essere il caso di SGR 0501+4516, che si trova in una posizione promettente vicino a un resto di supernova chiamato HB9. La separazione tra la magnetar e il centro del resto di supernova nel cielo è di soli 80 minuti d’arco, ovvero poco più di un mignolo visto con un braccio teso.
Ma uno studio decennale con Hubble ha messo in dubbio il luogo di nascita della magnetar. Dopo le osservazioni iniziali con telescopi terrestri poco dopo la scoperta di SGR 0501+4516, i ricercatori hanno sfruttato l’eccellente sensibilità e il puntamento costante di Hubble per individuare il debole bagliore infrarosso della magnetar nel 2010, 2012 e 2020. Ciascuna di queste immagini è stata allineata a un sistema di riferimento definito dalle osservazioni della sonda Gaia dell’Agenzia Spaziale Europea , che ha creato una mappa tridimensionale straordinariamente precisa di quasi due miliardi di stelle nella Via Lattea. Questo metodo ha rivelato il sottile movimento della magnetar mentre avanzava lentamente nel cielo. Questo lavoro dimostra quindi che Hubble e Gaia dell’ESA possono svelare misteri mai visti prima quando uniscono le forze.
“Tutto questo movimento che misuriamo è più piccolo di un singolo pixel di un’immagine di Hubble”, ha affermato Joe Lyman dell’Università di Warwick, Regno Unito, co-ricercatore. “Essere in grado di eseguire con affidabilità tali misurazioni è davvero una testimonianza della stabilità a lungo termine di Hubble”.
Tracciando la posizione della magnetar, il team è stato in grado di misurarne il moto apparente nel cielo. Sia la velocità che la direzione del movimento di SGR 0501+4516 hanno mostrato che la magnetar non poteva essere associata al vicino resto di supernova. Tracciando la traiettoria della magnetar migliaia di anni fa, è emerso che non esistevano altri resti di supernova o ammassi stellari massicci a cui potesse essere associata.
Se SGR 0501+4516 non si è formata nel resto di supernova HB9, la magnetar deve essere molto più vecchia dei suoi 20.000 anni di età stimati, oppure deve essersi formata in un altro modo. Le magnetar potrebbero anche formarsi attraverso la fusione di due stelle di neutroni di massa inferiore o attraverso un processo chiamato collasso indotto da accrescimento. Il collasso indotto da accrescimento richiede un sistema stellare binario contenente una nana bianca: il nucleo cristallizzato di una stella morta simile al Sole. Se la nana bianca intrappola gas dalla sua compagna, può diventare troppo massiccia per sostenersi, portando a un’esplosione o forse alla creazione di una magnetar.
“Normalmente, questo scenario porta all’innesco di reazioni nucleari e all’esplosione della nana bianca, senza lasciare nulla dietro di sé. Ma è stato ipotizzato che, in determinate condizioni, la nana bianca possa invece collassare in una stella di neutroni. Pensiamo che sia così che si è formata SGR 0501”, ha aggiunto Andrew Levan della Radboud University nei Paesi Bassi e dell’Università di Warwick nel Regno Unito.
SGR 0501+4516 è attualmente il miglior candidato per una magnetar nella nostra galassia, che potrebbe essersi formata attraverso una fusione o un collasso indotto dall’accrescimento. Le magnetar che si formano attraverso il collasso indotto dall’accrescimento potrebbero fornire una spiegazione per alcuni dei misteriosi segnali cosmici chiamati lampi radio veloci (FAR), brevi ma potenti lampi di onde radio. In particolare, questo scenario potrebbe spiegare l’origine dei FAR che emergono da popolazioni stellari troppo antiche per aver generato recentemente stelle sufficientemente massicce da esplodere come supernovae.
“I tassi di nascita e gli scenari di formazione delle magnetar sono tra le questioni più urgenti dell’astrofisica delle alte energie, con implicazioni per molti degli eventi transitori più potenti dell’Universo, come i lampi gamma, le supernovae superluminose e i lampi radio veloci”, ha affermato Nanda Rea dell’Istituto di scienze spaziali di Barcellona, in Spagna.(30Science.com)
