I magnetar sono timidi

Il più grande telescopio ottico del mondo a specchio unico (il GTC, il Gran Telescopio CANARIAS), con i suoi 10.4 metri di specchio, ha cercato di osservare un magnetar in piena fase di attività. Non ha registrato niente, ma questo apparente insuccesso ha stabilito importanti vincoli nella conoscenza di questi eccezionali oggetti celesti

La cupola del GTC

La cupola del GTC, il più grande telescopio ottico a specchio unico, si trova presso l’ Observatorio del Roque de los Muchachos nell’isola di La Palma (Canarie), alla quota di 2267 metri

Il nome del magnetar in questione è SGR 0418+5729. Esso era stato scoperto nel giugno scorso quando i sensori dei satelliti Fermi e Swift avevano registrato lampi di radiazione di alta energia prodotti da una nuova sorgente della nostra galassia. Chiare e violentissime esplosioni nel $campo$ dei raggi X e gamma. Era un’occasione unica per provare a osservare l’oggetto anche nel visibile.

I magnetar sono stelle di neutroni piuttosto particolari. Come esse si originano a seguito dell’esplosione di una supernova. Mentre gli strati superficiali della stella sono espulsi nello spazio, il nucleo collassa sotto il suo stesso peso con un tale forza che i protoni e gli elettroni si uniscono diventando neutroni e riducendo enormemente lo spazio che esisteva tra loro. La densità aumenta in modo terrificante e la stella si trasforma in stella di neutroni. Pensate ad una stella di massa solare concentrata in una sfera di soli 30 km. Tra di esse ve ne sono di molto particolari: i magnetar, appunto (da magnet e star), ossia gli oggetti con il $campo$ magnetico più forte che si possa incontrare nell’Universo, milioni di volte superiore a quello che si potrebbe mai creare nei nostri laboratori e migliaia di volte quelli delle loro compagne stelle di neutroni. Questi oggetti celesti sono rarissimi: nella nostra galassia vi sono circa 20 candidati, ma solo 6 sono stati confermati come tali.

Sono anche assai difficili da osservare: si fanno notare solo quando avviene un’esplosione, ovvero quando l’instabile configurazione del loro $campo$ magnetico ha un sussulto tale da squarciare la crosta esterna, innescando emissioni d’energia spaventose, in gran parte concentrate nella banda dei raggi gamma e X. Si ritiene che circa il 10% delle supernove dia origine ad un magnetar, piuttosto che a una semplice stella di neutroni. Ciò accade quando la stella ha già da prima dell’esplosione una veloce rotazione e un forte $campo$ magnetico. Si ritiene che il $campo$ magnetico di una magnetar si origini come il risultato di un “effetto dinamo” dovuto al materiale caldissimo nel nucleo della stella di neutroni nei primi secondi della “nuova” vita della stella; se essa ruota con un periodo di pochi millisecondi, le correnti convettive sono in grado di trasferire una quantità significativa della loro energia cinetica nella forza del $campo$ magnetico.

La vita attiva di una magnetar è abbastanza breve: i forti campi magnetici decadono dopo poche migliaia di anni, cessando infine sia l’attività che l’emissione di raggi X. Molto probabilmente la nostra galassia è piena di magnetar spente.

rappresentazione artistica di una Magnetar

Rappresentazione artistica di un magnetar. Il lampo di raggi X e gamma fuoriesce dalle fratture della crosta stellare, causate dal potentissimo $campo$ magnetico.

Un team internazionale di astronomi guidati da Paolo Esposito dello IASF-INAF di Milano ha avviato la campagna osservativa da terra su un’ampia gamma di lunghezze d’onda durata 160 giorni, che ha coinvolto i migliori strumenti per l’astrofisica dallo spazio, compreso il Gran Telescopio CANARIAS, di 10,4 metri di diametro. Tuttavia, nonostante la grande sensibilità dello strumento impiegato, la radiazione luminosa di SGR 0418+5729 è risultata troppo debole per essere registrata. Un’apparente sconfitta, comunque preziosa per gli astronomi. Anche il fatto di non aver osservato nell’ottico questo oggetto, così timido e ritroso a mostrarsi, può essere fonte di preziose informazioni. Il “non risultato” fornisce infatti limiti fondamentali sulle proprietà fisiche dei magnetar”. La vera scienza sa anche sfruttare la mancanza di risultati…

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11 Commenti

  1. buongiorno enzo,
    non mi ricordo se avevo letto qui un articolo o da un’altra parte, ma mi ricordo che parlava di magnetar/pulsar, e gli scienziati ipotizzavano che erano in alcuni casi le due fasi di formazionione di queste stelle di neutroni, se non ricordo male avevano addirittura trovato una stella che aveva entrambe le caratteristiche!
    mi sai dare qualche informazioni in più? grazie mille. :mrgreen:

  2. @Stefano,
    sicuramente potrebbe essere la prima fase in quanto durano poco e poi finiscono come stelle di neutroni normali. Non è però detto che lo siano tutte. mettiamola così: se sei un magnetar diventi stella di neutroni normale. però puoi diventare stella di neutroni senza passare dallo stato di magnetar…

  3. e per quanto riguarda le pulsar???
    non sono stelle di neutroni anche loro?
    ti ripeto che avevo letto un’articolo dove avevano trovato una magnetar/pulsar!!!
    😯 😯 😯

  4. ovviamente si Stefano,
    le pulsar sono stelle a neutroni con campo magnetico forte e che abbiamo la fortuna di “beccare”, perchè siamo allineati con la direzione del flusso. Direi quindi magnetar–> pulsar–> stelle di neutroni. Con le frecce che indicano spesso anche l’età…

  5. Incredibile:
    in uno di quei documentari che raccontano la storia dell’universo si
    parlava che è stato scoperto un pianeta che orbita intorno ad una
    stella ai neutroni, Se è vero nulla ci può sorprendere in tutto ciò
    che circonda l’intero universo Rosanna

  6. anche io ho visto quel documentario rosanna! 😆
    peccato che nulla potrebbe sopravvivere in quel pianeta, perchè le radiazioni della pulsar distruggono le molecole principali della vita, neanche la più semplice forma di vita potrebbe sopravvivere! che peccato! sarebbe come vivere perennemente in una discoteca con luci a intermittenza! 😯

  7. Le stelle neutroniche mi hanno sempre affascinato da morire! L’idea di un materiale così denso da pesare milioni di tonnellate (non so se sto esagerando ma mi pare di ricordare una roba del genere) per cm cubo è davvero inimmaginabile! Ma sarà mai possibile produrre in laboratorio della materia collassata di questo tipo? Bah… E poi…che ce ne faremmo, un cm cubo ci sprofonderebbe nel terreno per chissà quanti km! 🙂

    Scusate il monologo…comunque articolo interessante!

    Un’ultima domanda: ma il periodo di millisecondi è così per dire o esistono veramente delle stelle (pur piccole che siano si parla cmq di chilometri) che ruotano su sè stelle 1000 volte al secondo…?????

  8. @lampo,
    esistono eccome! Sono le famose millisecond pulsar. D’altra parte tu pensa di avere una stella gigantesca che ruota a grande velocità già di per sè. Poi improvvisamente la fai diventare molto più piccola (come fa il pattinatore su ghiaccio che stringe a sè le braccia), ma senza cambiargli la massa. a parte quello che perde nella supernova (che porta via momento), ciò che resta si mette veramente a girare come una super trottola (altro che la Carolina Kostner che cade sempre…). Poi un po’ alla volta l’interazione tra campo magnetico e rotazione la rallentano, ma rimane sempre una bella “ballerina”…

  9. davvero affascinante tutto questo…prima d’ora non sapevo dell’esistenza di magnetar. Se ne scoprono di cose nuove 😀

  10. salve a tutti io sono in cerca di qualche trattato matematico che spieghi lo stato della materia all’interno delle stelle di neutroni e delle magnetar…di articoli come questo ne ho letti 1 bel po’…tutti interessantissimi ma dato che sto facendo una ricerca su questi stadi stellari e che ho concluso la parte sulle nane bianche, ora mi servirebbe qualke formula matematica sulle magnetar-neutron star… fatemi sapere se avete qualcosa in proposito, ve ne sarei grato..
    ps: come si chiama il documentario di cui si parlava sopra???

  11. caro Valerio,
    a livello web ti posso consigliare questo:
    http://solomon.as.utexas.edu/~duncan/magnetar.html#Epilog
    tuttavia, per una ricerca a livello professionale, bisogna andare su qualche testo scritto di astrofisica delle stelle a neutroni o -meglio ancora-fare ricerche sugli articoli pubblicati nelle maggiori riviste scientifiche, quali Astrophysical Journal, Astronomy and Astrophysics o Nature e Science.
    Per il documentario…aspetta Rosanna…