Una Magnetar che Brilla e Trema

28 Dic 2021 Una Magnetar che Brilla e Trema

Un team di astronomi ha scoperto che un lampo ultra-energetico rilevato nella galassia NGC 253, che in una frazione di secondo ha rilasciato un’energia paragonabile a quella emessa dal Sole in centomila anni, era dovuto a un eccezionale brillamento generato da una magnetar, una stella di neutroni altamente magnetizzata. Un’altra possibilità è che l’emissione ad alta energia sia stata provocata da una sorta di “scosse di assestamento” nella crosta della stella.

Il 15 Aprile 2020 lo strumento Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM) a bordo della Stazione Spaziale Internazionale ha rilevato un lampo di radiazione ad alta energia. Gli astronomi hanno scoperto che l’origine dell’emissione ultra-energetica era una gigantesca eruzione proveniente da una stella di neutroni dotata di un eccezionale campo magnetico, una magnetar, localizzata a oltre 10 milioni di anni luce da noi, nella galassia NGC 253.

Quando una stella massiccia consuma il combustibile nucleare a disposizione e collassa sotto la sua stessa gravità per poi dar luogo a un’esplosione di supernova, può lasciare dietro di sè una stella di neutroni, un oggetto estremamente denso, con raggio pari a una decina di chilometri ma fino a 2 volte più massiccio del Sole. Le stelle di neutroni hanno forti campi magnetici e sono trottole prodigiose, ruotando in alcuni casi centinaia di volte al secondo. In particolare, una magnetar è un tipo di stella di neutroni con un campo magnetico incredibilmente forte, fino a mille volte più potente rispetto a quello di una tipica stella di neutroni. Le caratteristiche uniche di una magnetar fanno sì che generi frequenti emissioni elettromagnetiche ad alta energia, in particolare raggi X e raggi gamma. Tuttavia, rilasci di energia rapidi e intensi come quello oggetto dello studio sono particolarmente rari anche per una magnetar.

“Rilevare super-brillamenti emessi da magnetar è estremamente raro”, spiega Alberto J. Castro-Tirado dell’Istituto di Astrofisica di Andalucía, CSIC, Spagna. “Il lampo del 15 Aprile rappresenta la prima rilevazione indubbia del gigantesco flare di una magnetar fin dal 2004. Nel giro di appena un sesto di secondo, il lampo ha rilasciato un’energia paragonabile a quella emessa dal Sole in 100.000 anni”. Nello studio pubblicato su Nature, gli astronomi riferiscono, per la prima volta, la struttura dettagliata della prima fase dell’eruzione di una magnetar. “Durante il picco iniziale, abbiamo osservato due evidenti oscillazioni quasi-periodiche (Qpo) ad alta frequenza”, spiega Ersin Göğüş  della Sabancı University, Turchia. “Questo rappresenterà probabilmente un punto di svolta nella nostra comprensione dei brillamenti giganti emessi dalle magnetar”, aggiunge Castro-Tirado.

Le oscillazioni quasi-periodiche nell’emissione ad alta energia possono essere indizio di oscillazioni nel campo magnetico circostante la stella di neutroni. Oppure potrebbero evidenziare un evento catastrofico noto come starquake, una sorta di scossa di terremoto nella materia che compone la crosta di una stella di neutroni. “Comprendere la natura di queste oscillazioni può portare nuova luce sulla struttura di questi oggetti misteriosi”, afferma Michael Gabler dell’Università di Valencia, Spagna. “Sulla base della struttura temporale e della distribuzione d’energia, distinguiamo quattro fasi distinte durante il brillamento”, spiega Martino Marisaldi dell’Università di Bergen, Norvegia. “Variazioni spettrali improvvise individuate in un tempo scala così ridotto forniscono un altro indizio fondamentale per risolvere il mistero”. Sono stati già pubblicati vari studi sul lampo del 15 Aprile, utilizzando dati rilevati dal telescopio a raggi gamma Fermi, del telescopio Swift e altri. Ma soltanto lo strumento ASIM ha catturato la fase iniziale dell’esplosione senza venirne accecato, nonostante l’elevatissima intensità del brillamento.

Nell’immagine rappresentazione artistica della magnetar
Illustration: Birkeland Centre for Space Science and Mount Visual

https://www.uib.no/en/news/150482/extraordinary-shakings-distant-magnetar

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