Una popolazione semi sconosciuta aggiunge mistero a mistero

Prima di descrivere l’ultima scoperta di Chandra, richiamiamo rapidamente e semplicemente il concetto di magnetar. Essa non è altro che una stella di neutroni che ruota a bassa velocità (più di un secondo per compiere una rotazione), ma con un campo magnetico mostruoso.

In qualche modo, sembra che se la velocità di rotazione della stella primigenia arrivasse a un certo valore critico, il collasso porterebbe a un tale eccesso di momento angolare da farlo trasferire nel campo magnetico, che aumenterebbe ancora di più per effetto dinamo. In altre parole, calore e rotazione si trasformano in campo magnetico. Una stella di questo tipo rimane pressoché invisibile fino a quando non produce occasionali e violentissimi lampi X e gamma.  L’unica sorgente di energia per produrre queste fortissime esplosioni non può che essere quella immagazzinata nel campo magnetico. Esso è normalmente da dieci a migliaia di volte superiore a quello di una stella di neutroni normale.

Spesso le magnetar nascono da stelle ultra massicce, da dieci a quaranta volte la massa del Sole. Probabilmente, la perdita di massa durante la fase di supernova (o anche precedente) è superiore al previsto e invece di un buco nero si può ottenere una magnetar, solo stella di neutroni come massa, ma terrificante come campo magnetico. Le ipotesi sulla formazione sono, però, ancora molto incerte e forse lo saranno ancora di più dopo le recenti osservazioni.

Può essere interessante ricordare la prima magnetar scoperta, in modo del tutto casuale nel 1979.

Pochi mesi dopo il successo dei satelliti russi fatti cadere nell’atmosfera di Venere, le sonde che li avevano portati in loco furono investite da un fascio inaspettato di raggi gamma. Il valore della radiazione passò da circa 100 a 200 000 in una frazione di secondo. Qualche secondo dopo la sonda NASA Helios2, in orbita attorno al Sole, fu anch’essa investita letteralmente da raggi gamma. Fu poi la volta di Venere stessa e del Pioneer Venus Orbiter’s. Altri secondi e anche la Terra venne colpita dalla potentissima radiazione. In particolare, venne rilevata da satelliti americani e sovietici oltre che dall’Osservatorio Eisntein. Prima di uscire dal Sistema Solare ne fu investito  anche l’International Sun-Earth Explorer.

Dopo la sorpresa si stabilì che si era stati investiti dal più potente fascio gamma extrasolare mai rilevato, cento volte superiore al record precedente.  Dato che i raggi gamma viaggiano alla velocità della luce non fu difficile stabilire, in base ai tempi e alla posizione relative dei vari satelliti e sonde, la direzione di provenienza della sorgente. Fu trovata una supernova che era esplosa circa 3000 anni prima di Cristo. Insomma, la distanza dell’origine del fascio gamma violentissimo era a circa 5000 anni luce.

Oggi se ne conoscono solo una ventina. Cosa sono realmente? Oggetti da considerare a sé stanti o solo una fase particolare delle stelle di neutroni? Nel frattempo, si era anche stabilito che il tempo in cui  queste terrificanti esplosioni potevano verificarsi nella vita di un nucleo degenere di questo tipo non potesse superare i 10000 anni. Dopo, il campo magnetico si sarebbe esaurito o almeno si sarebbe ridotto drasticamente, a mano a mano che la stella diminuiva la sua temperatura.

Anche se con moltissime incertezze, le magnetar cominciavano a essere definite abbastanza bene.

Ma ecco la doccia fredda. Sono, infatti, tre anni che Chandra segue con attenzione SGR 0418, una magnetar con violentissimi lampi gamma. Il problema è che il campo magnetico superficiale non è assolutamente fuori dalla media di una stella di neutroni. Tutta la teoria costruita sopra questi misteriosi e elusivi oggetti doveva essere riveduta e corretta. Probabilmente, l’inattesa scoperta ritoccava anche tutta la fase evolutiva di una supernova e della sua “creatura” super compatta.

XMM dell’ESA, Swift e RXTE della NASA hanno subito aiutato Chandra per risolvere il puzzle.

Sembra che i lampi gamma derivino da terremoti (anzi stellemoti) che si originano da spaccature della crosta esterna delle stelle di neutroni. Fatture che fanno precipitare la materia degenere verso l’interno, causate probabilmente dal campo magnetico intrappolato all’interno del nucleo stellare. Non chiedetemi di più, dato che siamo veramente in una fase estremamente ipotetica e preliminare.

Il basso campo magnetico superficiale descrive questa magnetar come un’anomalia tra le anomalie. Le magnetar sono, infatti, una versione anomala di una stella di neutroni, ma SGR 0418 è un’anomalia tra le magnetar. I primi modelli di raffreddamento della stella e di decadimento del campo magnetico danno un’età di oltre 500 000 anni, molto di più dei 10 000 previsti finora. Si pensa (ma si pensa soltanto) che quando il campo magnetico di una magnetar scende a livelli normali, esso rimanga molto elevato all’interno e possa ancora causare lampi sporadici di raggi gamma e X, durante le fratture che avvengono nella crosta superficiale.

Se questa teoria fosse giusta il numero dei magnetar apparentemente spenti aumenterebbe di molto la popolazione di questi “strani” oggetti celesti. Si pensa che ogni anno nasca una stella di neutroni di questo tipo  in una galassia tranquilla come la nostra. Data la loro potenza, durante i lampi gamma, non dovrebbe essere difficile scoprirne molte guardandosi attorno.

Ed ecco, allora, un altro problema sollevato dal possibile grande numero di magnetar. Esse, appena nate, danno luogo a fasci gamma ben più violenti di quelli delle loro sorelle più vecchie. Se ne deduce che potrebbero essere loro -e non solo i buchi neri- a mandare molti dei segnali X e gamma in giro per l’Universo . I cannibali dello spazio avrebbero un valido concorrente nel causare le emissioni più violente del Cosmo.

La nuova magnetar (la chiamo al femminile dato che il nome proviene da magnetic star, ossia stella magnetica) si trova a circa 6500 anni luce da noi.