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Anno astrale 2013.

Poco prima del ferragosto cosmico Andrea Tiengo, ricercatore dell’oscura associazione intergalattica INAF di Milano, nonché docente presso la Scuola Superiore Universitaria IUSS di Pavia, ha pubblicato su Nature il ritrovamento di un oggetto stellare che presenta un potentissimo campo magnetico. Come riporta il sito dell’INAF[1]:

“gli astrofisici italiani hanno identificato una piccola zona sulla superficie della magnetar con un campo magnetico di straordinaria intensità, pari a un milione di miliardi di Gauss. Per avere un’idea della sua potenza basti pensare che la Terra ha un campo magnetico inferiore a 1 Gauss”

A noi jedi della scienza toccherà parlare, quindi, di Magnetar! Si avete letto bene: c’è scritto Magnetar! E no, non si pronuncia come si scrive, si pronuncia MaG-netar con la G dura! Perché sostanzialmente una Magnetar è un “MAGNEtic sTAR”, una stella magnetica che segue le strane leggi fonetiche della lingua inglese!

Cominciamo col dire che una Magnetar è una stella. Tuttavia, diversamente dalle stelle “classiche”, essa è una stella di neutroni. E, diversamente dalle stelle di neutroni “classiche”, essa è una stella con un fortissimo campo magnetico.

Ma andiamo con ordine. Una stella di neutroni (da ora in avanti NS – Neutron Star)[2] è una stella un po’ più pesante del Sole ma contenuta in una superficie molto più limitata; basti pensare che il raggio del nostro Sole è di  quasi 700.000Km, mentre quello di una Stella di Neutroni è di un ordine di 10km!

Per intenderci, sarebbe come accostare una pallina da golf ad una mongolfiera con la differenza che la pallina pesa più della mongolfiera!

Queste stelle sono il risultato di ciò che rimane dopo un’esplosione di supernova (una sorta di cadavere di stella) e il loro nucleo è interamente composto da un amalgama di neutroni liberi.

Nello sterminato zoo di NSs è possibile individuare varie “razze” (lasciatemi passare il termine) di stelle. Abbiamo le Pulsar, i Central Compact Object (CCO), le XDINS ecc… (fig.1) a seconda che siano radio quiete o meno (cioè che emettano o meno onde radio); che tendano a raffreddarsi durante la rotazione; o che abbiano un forte campo magnetico! E questo ci avvicina alla nostra belva.

Fig 1 – Grafico ideato dai ricercatori INAF De Luca ed Esposito che racchiude le varie tipologie di stelle di neutroni e ne elenca i nomi (nella fascia bianca) a seconda delle caratteristiche (fasce azzurre). Le Magnetar sono le AXPs e SGRs

Spostiamoci nel settore blu in basso a destra del nostro grafico. E allora qualcuno potrebbe obiettare: “Ma come! Non c’è scritto da nessuna parte la parola Magnetar!” E questo è vero! Ma … non dimenticatelo mai, il lato oscuro della scienza non ha mai fine e così le nostre Magnetar si nascondono sotto svariate forme: a volte vengono chiamate Soft Gamma Repeters (SGRs) a volte Anomalous X-ray Pulsars (AXPs).

Inizialmente la Magnetar fu introdotta da Duncan e Thompson nel 1992 come modello astrofisico con l’obiettivo di spiegare gli strani comportamenti di alcuni fenomeni spaziali violenti e anomali[3].

Secondo tale modello, una Magnetar possiede un campo magnetico elevatissimo generato da un processo di dinamo (come quella della bicicletta) autoindotta dalla velocissima rotazione della stella.

A differenza di altre NSs che sfruttano la rotazione per alimentare il campo magnetico, qui le linee di forza subiscono un attorcigliamento che modifica la cosiddetta magnetosfera: una sorta di involucro di particelle cariche che avvolge la stella e che si muovono, appunto, in base alle linee del campo magnetico (figura 2).

Da questo processo di rotazione e modificazione della magnetosfera hanno origine, per la conservazione del momento angolare, dei violentissimi getti di particelle X e gamma ad alta energia. Questi vengono emessi in opposizione, rispettivamente ai due poli (figura 3), e sono tra i fenomeni più energetici dell’universo.

Nel corso degli anni, questo modello è stato considerato tra i più accreditati per spiegare il comportamento di AXPs e SGRs, di cui accennavamo sopra.

Le prime, chiamate NSs ad emissione X anomala, sono oggetti celesti che emettono fotoni X con uno spettro energetico sensibilmente più debole rispetto ad una “NS pulsante” classica e che presenta un lento e graduale rallentamento nella rotazione. Inoltre esse presentano componenti di emissione gamma similmente ai SGRs! Questi ultimi sono NSs che, sempre per conservare il momento angolare, sparano fuori due getti di radiazione gamma ma, come per le AXPs in maniera del tutto irregolare ed imprevedibile.

Questa somiglianza nell’emissione lascia pensare che si tratti in realtà di un unico oggetto astronomico che negli anni è stato chiamato in due modi diversi a seconda di cosa si osservava (i raggi X o i Gamma) e che, alla fine, oggi viene chiamato con un unico nome: Magnetar.

Nel prossimo episodio scopriremo più da vicino cosa si cela dentro il motore di una stella di neutroni che pulsa fasci di luce X e gamma!

Figura 3 – I Jet Gamma emessi da una Magnetar sono tra i fenomeni più energetici del cosmo.

Figura 2 – Le linee che descrivono l’andamento della magnetosfera di una Magnetar; come si può vedere esse non risultano essere regolari, ma presentano delle deformazioni legate all’intenso campo magnetico.

Ora però vi lascio ad uno spezzone sulle magnetar di History  channel: 3m14s – fate caso al nome dell’esplosione; le prime tre lettere vi dicono niente?

http://www.youtube.com/watch?v=2XvqyrWWAro

PER APPROFONDIRE: