Gli astronomi hanno scoperto un oggetto bizzarro, una stella di neutroni con un campo magnetico incredibilmente potente che emette energia più lentamente di qualsiasi altra stella mai osservata. Il nuovo oggetto è un tipo di stella di neutroni nota come magnetar. Ciò che rende questo particolare resto stellare così straordinario è che, mentre i suoi simili emettono energia a intervalli che vanno da pochi secondi a pochi minuti, questa stella di neutroni segue un ritmo più lento, emettendo onde radio a intervalli di 22 minuti. Denominata GPM J1839-10 e situata a 15mila anni luce dalla Terra nella costellazione dello Scudo, è la magnetar con il periodo più lungo mai individuata. GPM J1839-10 emette anche esplosioni di radiazioni che durano 5 volte più a lungo rispetto a quelle di magnetar simili a lungo periodo.
“Questo oggetto straordinario sfida la nostra comprensione delle stelle di neutroni e delle magnetar, che sono alcuni degli oggetti più esotici ed estremi dell’universo,” ha affermato l’autore principale Natasha Hurley-Walker, astronomo della Curtin University in Australia.
Stelle di neutroni estreme
Come tutte le stelle di neutroni, le magnetar come GPM J1839-10 vengono create quando le stelle massicce raggiungono la fine della loro vita. Man mano che esauriscono il combustibile per la fusione nucleare, le stelle non possono più bilanciarsi contro la forza verso l’interno della loro stessa gravità. Ciò provoca il collasso del loro nucleo e la dispersione degli strati esterni in massicce esplosioni (supernova). Il collasso fa sì che un nucleo stellare con una massa intorno a quella del Sole si riduca fino a una larghezza non superiore al diametro di circa 19 km, circa le dimensioni di una città sulla Terra.
Ciò si traduce in un resto stellare con materia così densa che, se un cucchiaio fosse portato sulla Terra, peserebbe 1 miliardo di tonnellate. La rapida riduzione del diametro fa sì che la stella di neutroni appena nata aumenti la sua velocità di rotazione, portandola a ruotare fino a 700 volte al secondo. Tutto ciò è racchiuso nei campi magnetici più potenti dell’universo, 10 trilioni di volte più potenti della magnetosfera della Terra. Non c’è da meravigliarsi che le stelle di neutroni e le magnetar siano considerate bizzarre.
Non tutte le magnetar, però, emettono onde radio o ruotano rapidamente. Man mano che le stelle di neutroni invecchiano, perdono momento angolare e rallentano, e i loro campi magnetici si indeboliscono. Ciò significa che le magnetar più vecchie hanno campi magnetici troppo deboli per creare emissioni ad alta energia: questa soglia è denominata “linea della morte“.
Secondo il team che ha condotto la nuova ricerca, GPM J1839-10 ruota lentamente, indicando che si tratta di una magnetar più vecchia e quindi dovrebbe avere un campo magnetico troppo debole per produrre onde radio. In altre parole, è al di sotto della linea della morte, eppure è viva.
“Supponendo che sia una magnetar, non dovrebbe essere possibile per questo oggetto produrre onde radio. Eppure le stiamo vedendo. E non stiamo parlando solo di un piccolo segnale di emissione radio,” ha spiegato Hurley-Walker. “Ogni 22 minuti, emette un impulso di 5 minuti di energia a lunghezza d’onda radio, e lo fa da almeno 33 anni. Qualunque meccanismo ci sia dietro è straordinario“.
Non solo l’esistenza stessa di GPM J1839-10 sfida la comprensione delle stelle di neutroni, ma potrebbe significare che questo oggetto che sfida la morte rappresenta una classe completamente nuova di resti stellari.
A caccia di segnali radio
GPM J1839-10 è la seconda magnetar “lenta” scoperta, con la precedente individuata da Tyrone O’Doherty della Curtin University. Inizialmente, anche il team dietro la prima scoperta era perplesso, descrivendo il corpo come un enigmatico oggetto transitorio che appariva e scompariva in modo intermittente, oltre a emettere potenti raggi di energia circa 3 volte all’ora. “Siamo rimasti perplessi,” ha spiegato Hurley-Walker. “Così abbiamo iniziato a cercare oggetti simili per scoprire se si trattava di un evento isolato o solo della punta dell’iceberg“.
Tra luglio e settembre 2022, il team ha esplorato i cieli con il Murchison Widefield Array (MWA), un radiotelescopio nell’entroterra dell’Australia occidentale. Questa ricerca ha consentito di scoprire GPM J1839-10. Il team ha proseguito la ricerca con osservazioni condotte con 3 radiotelescopi CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) in Australia, il radiotelescopio MeerKAT in Sud Africa, il telescopio Grantecan (GTC) da 10 metri e il telescopio spaziale europeo XMM-Newton.
Una volta che Hurley-Walker e colleghi hanno individuato le coordinate di GPM J1839-10, hanno iniziato a setacciare i dati d’archivio dei principali radiotelescopi del mondo per vedere se la magnetar fosse stata osservata in passato. “È apparso nelle osservazioni del Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) in India, e il Very Large Array (VLA) negli Stati Uniti aveva osservazioni risalenti al 1988,” ha sottolineato Hurley-Walker. “È stato un momento davvero incredibile per me. Avevo 5 anni quando i nostri telescopi hanno registrato per la prima volta gli impulsi di questo oggetto, ma nessuno l’ha notato ed è rimasto nascosto nei dati per 33 anni“. “Gli è sfuggito perché non si aspettavano di trovare qualcosa di simile“.
Il team continuerà a indagare su GPM J1839-10, tentando di svelarne i segreti, continuando a cercare altri esempi di magnetar lente. La ricerca del team è stata pubblicata su Nature.
