Magnetar: i magneti più potenti dell'universo
A magnete è un tipo di stella di neutroni con il campo magnetico più potente conosciuto nell'universo, fino a mille trilioni di volte più forte di quello terrestre. Questi rari ed estremi cadaveri stellari racchiudono più massa del Sole in una sfera delle dimensioni di una città, e il loro magnetismo è così intenso che sarebbe letale a migliaia di chilometri di distanza e potrebbe distorcere la struttura stessa degli atomi.
Da stella morente a calamita cosmica
Le magnetar nascono, come le normali stelle di neutroni, quando una stella massiccia esaurisce il suo carburante e il suo nucleo collassa in una supernova. Ciò che distingue una magnetar è la forza del suo campo magnetico, che può raggiungere 1015 gauss – rispetto a pochi gauss per un magnete da frigorifero. Il modo esatto in cui si formano tali campi è ancora dibattuto, ma un'idea guida è un meccanismo di "dinamo" in cui il violento e rapido agitamento del fluido interno della neonata stella di neutroni amplifica il campo fino a valori colossali nei primi secondi della sua vita.
Terremoti e brillamenti giganti
Il campo magnetico di una magnetar è così forte da sollecitare e incrinare la crosta rigida della stella, innescando terremoti. Queste improvvise rotture rilasciano stupende esplosioni di raggi X e raggi gamma. Gli eventi più violenti, chiamati razzi giganti, può eclissare brevemente intere galassie nei raggi gamma. Un gigantesco bagliore avvenuto nel 2004, proveniente da una magnetar distante 50.000 anni luce, fu così potente da disturbare in modo misurabile l’atmosfera superiore della Terra. Nei loro momenti più tranquilli, le magnetar vengono osservate come ripetitori di gamma morbida e pulsar a raggi X anomale - due classi di oggetti ora considerati lo stesso tipo di stella.
Perché sono importanti
Le magnetar sono laboratori naturali per la fisica impossibili da ricreare sulla Terra: materia a densità nucleare e campi elettromagnetici vicini al limite quantistico dove il vuoto stesso si comporta in modo strano. Sono stati anche collegati ad alcuni lampi radio veloci - lampi di onde radio di millisecondi provenienti da tutto il cosmo - dopo che un'esplosione è stata rintracciata in una magnetar nella nostra galassia nel 2020, collegando questi segnali misteriosi alla fisica estrema delle stelle di neutroni.
Un malinteso comune
La produzione di energia di una magnetar non è determinata dalla fusione nucleare, come brilla una normale stella. Una magnetar ha smesso di fondersi; i suoi bagliori e il suo bagliore costante sono alimentati dal decadimento e dalla riorganizzazione del suo campo magnetico. È, letteralmente, una stella che funziona grazie al magnetismo.
Ricerca attiva e approfondimenti
Il magnetismo delle stelle di neutroni è un'area di ricerca attiva e lavori recenti hanno studiato il magnetismo in sistemi magnetici fortemente frustrati ed esotici rilevanti per la fisica dei campi estremi. Per la fisica stabilita dietro questo articolo:
- Duncan, R. C. & Thompson, C. "Formazione di stelle di neutroni fortemente magnetizzate". Le lettere del diario astrofisico 392, L9 (1992).
- Carroll, BW & Ostlie, DA Un'introduzione all'astrofisica moderna, 2a ed. Cambridge University Press, 2017.
- Shapiro, SL & Teukolsky, SA Buchi neri, nane bianche e stelle di neutroni. Wiley, 1983.