Magnetar GRB 231115A, stella magnetica, scoperta italiana: energia come dal sole in 10 mila anni

Le magnetar  (magnetic star, letteralmente “stella magnetica”) sono tra gli oggetti più estremi dell’universo: una classe di resti stellari compatti chiamati stelle di neutroni che possiedono campi magnetici immensamente forti. Di tanto in tanto, producono enormi eruzioni di raggi gamma nel più potente rilascio non distruttivo di energia conosciuto nel cosmo.

Una magnetar è una stella di neutroni che possiede un enorme campo magnetico, miliardi di volte quello terrestre, il cui decadimento genera intense ed abbondanti emissioni elettromagnetiche, in particolare raggi X, raggi gamma e (molto raramente) anche radiofrequenze. La teoria riguardante tali oggetti fu formulata da Robert Duncan e Christopher Thompson nel 1992.Nel decennio seguente l’ipotesi della magnetar è stata largamente accettata come una possibile spiegazione fisica per particolari oggetti conosciuti come soft gamma repeater (sorgenti ricorrenti di raggi gamma morbidi) e pulsar anomale a raggi X.

La più distante di una di queste eruzioni, scrive Will Dunham per Reuters, chiamata bagliore gigante, è stata rilevata da una magnetar residente in una galassia chiamata Messier 82, o M82. Questa ondata di raggi gamma, la forma di luce più energetica, ha liberato in appena un decimo di secondo la quantità di energia che il nostro sole emetterebbe in un arco di circa 10.000 anni.

Solo due giganteschi brillamenti confermati sono stati osservati nella nostra galassia, la Via Lattea, nel 2004 e nel 1998, e solo uno precedente in un’altra galassia, nel 1979, nella vicina Grande Nube di Magellano della Via Lattea.

“I brillamenti giganti sono eventi molto rari”, ha detto l’astrofisico Sandro Mereghetti dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) di Milano, autore principale della ricerca pubblicata sulla rivista Nature. “La Via Lattea contiene almeno 30 magnetar, forse molte di più, che non sono state viste emettere bagliori giganti.”

M82, soprannominata la “galassia del sigaro” perché se vista di profilo ha una forma allungata e simile a un sigaro, si trova a 12 milioni di anni luce dalla Terra nella costellazione dell’Orsa Maggiore. Un anno luce è la distanza percorsa dalla luce in un anno, 9,5 trilioni di km. Il gigantesco brillamento della magnetar proveniente dalla Grande Numagnetarbe di Magellano si trovava a circa 160.000 anni luce dalla Terra.

Anche se ci sono eventi cosmici più energetici, come le esplosioni di supernova alla fine della vita di una stella massiccia e i lampi di raggi gamma causati dalla fusione di due stelle di neutroni, questi comportano la distruzione, a differenza dei brillamenti giganti. Le magnetar emettono anche occasionali ondate di raggi gamma e raggi X a livelli energetici inferiori rispetto ai brillamenti giganti.

Le stelle di neutroni nascono dall’esplosione e dal collasso di stelle da 8 a 25 volte la massa del sole alla fine del loro ciclo di vita. Comprimono una o due volte la massa del sole in una sfera grande solo quanto una città.

“Sono gli oggetti astrofisici più compatti e densi. Sono densi come i nuclei atomici”, ha detto delle stelle di neutroni l’astrofisica dell’INAF e coautrice dello studio Michela Rigoselli.

La caratteristica principale che distingue le magnetar dalle altre stelle di neutroni è un campo magnetico da 1.000 a 10.000 volte più forte del magnetismo di una normale stella di neutroni e un trilione di volte quello del sole.

“Possiamo dire che le magnetar sono stelle di neutroni alimentate dalla propria energia magnetica. Questo non accade nelle normali stelle di neutroni”, ha detto Mereghetti.

Si ritiene che la magnetar in questa ricerca ruoti rapidamente, forse completando una rotazione ogni pochi secondi. Il suo gigantesco bagliore è stato rilevato dall’Osservatorio spaziale Integral dell’Agenzia spaziale europea il 15 novembre 2023, in M82, una galassia che vanta un tasso di formazione stellare molto più alto di quello della Via Lattea, chiamata “galassia starburst”.

“Il fatto che Messier 82 sia così attivo nella formazione stellare è rilevante per la nostra scoperta”, ha detto Rigoselli. “In una galassia così attiva, ci sono molte stelle giovani e massicce, come quelle che evolvono in esplosioni di supernova e danno vita a stelle di neutroni. Sarebbe stato sospetto rilevare un gigantesco brillamento di magnetar proveniente da una galassia quiescente.”