Una pulsar lancia una misteriosa esplosione di energia

Recentemente, gli astronomi hanno osservato un evento astronomico raro e intrigante: una magnetar, una stella morta altamente magnetica, ha assunto temporaneamente l’aspetto di una pulsar nella Via Lattea. Questa scoperta, avvenuta dopo una potente esplosione di radiazioni rilevata nel 2020, ha sollevato molte domande e ha aperto la strada a nuove ricerche sui processi interni delle stelle di neutroni e sui misteri che circondano i lampi radio veloci (FRB).

Stelle di neutroni: resti stellari estremi

IL stelle di neutroni sono i resti compatti di supernova, esplosioni catastrofiche che segnano la fine della vita delle stelle massicce. Nel dettaglio, una stella almeno otto volte più massiccia del Sole che esaurisce il suo combustibile per la fusione nucleare non può più resistere alla gravità e il suo nucleo collassa. Questo collasso innesca poi un’onda d’urto che espelle gli strati esterni della stella, lasciando dietro di sé un nucleo estremamente denso e compatto. Questo nucleo, ora una stella di neutroni, contiene una massa fino al doppio di quella del Sole, ma compressa in una sfera di circa venti chilometri di diametro.

Le stelle di neutroni sono oggetti affascinanti per la loro densità inimmaginabile. Un campione delle dimensioni di uno zucchero proveniente da una stella di neutroni peserebbe più di un miliardo di tonnellate sulla Terra, il che equivale al doppio del peso totale dell’umanità. A causa della conservazione del momento angolare, anche queste stelle spesso ruotano a velocità vertiginose.

Infine, quando una stella di neutroni ha un campo magnetico estremamente forte, si dice magnetar. Le magnetar sono tra gli oggetti più estremi dell’Universo, con campi magnetici miliardi di volte più forti di quelli generati sulla Terra.

Magnetar e lampi radio veloci

IL lampi radio rapidi (FRB) sono lampi di energia incredibilmente potenti, ma di breve durata, spesso rilevati a milioni o miliardi di anni luce dalla Terra. La loro esatta origine rimane misteriosa, anche se da tempo si sospetta che le magnetar ne siano la causa. fonti principali. Fino ad ora, tuttavia, mancavano prove per stabilire un legame diretto tra FRB e magnetar.

Nell’aprile 2020, un FRB designato come FRB 20200428 è stato rilevato per la prima volta nella nostra galassia, la Via Lattea. Questa esplosione è stata poi direttamente associata alla magnetar SGR J1935+2154, situata a circa 30.000 anni luce dalla Terra. Questa associazione ha quindi rafforzato l’ipotesi secondo cui gli FRB rilevati al di fuori della nostra galassia potrebbero provenire anche da magnetar. Tuttavia, una domanda cruciale rimaneva senza risposta: perché questi burst sono così casuali e perché alcuni FRB si ripetono mentre altri no?

Una magnetar diventa una pulsar

Cinque mesi dopo il rilevamento di FRB 20200428, un team internazionale di ricercatori ha scoperto che SGR J1935+2154, questa magnetar galattica, è si è comportato temporaneamente come una pulsar. Ricordiamo che le pulsar sono stelle di neutroni in rapida rotazione che emettono fasci di radiazioni dai loro poli magnetici. Questi raggi attraversano l’Universo come i raggi di un faro, creando una pulsazione regolare osservabile dalla Terra. Questo comportamento è tipico delle pulsar, ma insolito per una magnetar.

Per studiare questo fenomeno, i ricercatori hanno utilizzato il radiotelescopio Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope (FAST) in Cina, che aveva rilevato anche FRB 20200428. Hanno scoperto che durante questa fase della pulsar, SGR J1935+2154 emetteva impulsi radio regolari stazioni, simili agli FRB, ma su scala molto più piccola. FAST ha registrato 795 impulsi in sole 16,5 ore in un periodo di tredici giorni, rivelando una marcata differenza tra questi impulsi e il burst FRB iniziale.

Questa differenza tra le modalità di emissione potrebbe fornire indizi cruciali sui processi interni delle magnetar e sui meccanismi che innescano gli FRB. Il fatto che la magnetar abbia adottato il comportamento di una pulsar lo suggerisce impulsi e raffiche potrebbero provenire da diverse regioni della magnetosfera della magnetar, ciascuna governata da meccanismi distinti. Ciò potrebbe spiegare perché alcuni FRB si ripetono senza mostrare una chiara periodicità, a differenza degli impulsi regolari delle pulsar.

La ricerca è stata pubblicata il 28 luglio sulla rivista Progressi della scienza.