La più giovane pulsar conosciuta è anche una magnetar

Swift J1818.0-1607 vista da XMM-Newton (Immagine cortesia ESA/XMM-Newton; P. Esposito et al. (2020))
Swift J1818.0-1607 vista da XMM-Newton (Immagine cortesia ESA/XMM-Newton; P. Esposito et al. (2020))

Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal Letters” riporta uno studio su Swift J1818.0-1607, la più giovane pulsar finora scoperta, che offre prove che si tratta allo stesso tempo di una magnetar e una delle pochissime ad avere anche emissioni radio. Un team di ricercatori che include alcuni dell’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) ha usato i telescopi spaziali XMM-Newton dell’ESA, Swift e NuSTAR della NASA per la rilevazioni delle emissioni di raggi X e il Sardinia Radio Telescope dell’INAF per le rilevazioni delle emissioni radio in una complessa campagna osservativa necessaria a studiare le caratteristiche combinate dei due tipi di stella di neutroni.

Normalmente, una stella di neutroni si comporta come una pulsar (PULSating stAR), ruotando su se stessa a velocità elevatissima ed emettendo impulsi regolari di radiazioni elettromagnetiche, oppure una magnetar (MAGNETic stAR), che ha un campo magnetico straordinariamente intenso e periodi in cui emette notevoli quantità di raggi X in esplosioni di energia. Tuttavia, negli ultimi anni gli astronomi si sono accorti che la divisione tra queste due tipologie non è così netta e ci sono stelle di neutroni che hanno comportamenti per così dire ibridi come come PSR J1119-6127. Sono casi che potrebbero aiutare a stabilire perché le stelle di neutroni hanno comportamenti diversi e se nel lungo periodo possano passare da una tipologia all’altra.

Nel marzo 2020, il telescopio spaziale Swift ha individuato una pulsar che di conseguenza è stata catalogata come Swift J1818.0-1607 a circa 15.000 anni luce di distanza. Le osservazioni delle sue emissioni di raggi X hanno portato a stabilire che il suo periodo di rotazione è di circa 1,36 secondi. Osservazioni mirate delle emissioni di raggi X sono state compiute con i telescopi spaziali XMM-Newton e NuSTAR ma emissioni radio sono state rilevate dal Sardinia Radio Telescope, un evento raro per quanto riguarda le stelle di neutroni. Esplosioni energetiche di raggi X hanno mostrato che quest’oggetto si comporta come una magnetar, rendendolo molto interessante perché combina i comportamenti dei due tipi di stelle di neutroni.

I dati raccolti sulla rotazione e sui suoi cambiamenti nel tempo hanno permesso di stimare che Swift J1818.0-1607 ha circa 240 anni e ciò significa che le emissioni della supernova che l’ha generata hanno raggiunto la Terra tra la rivoluzione americana e quella francese. Paolo Esposito, ricercatore presso l’Istituto Universitario di Studi Superiori (IUSS) di Pavia e associato INAF, il primo autore di questo studio, ha parlato dell’eccitazione derivante dall’individuazione di un oggetto così giovane in termini astronomici. Si tratta della pulsar più giovane conosciuta ed è possibile che la supernova che l’ha generato sia stata vista sulla Terra.

Luigi Stella dell’INAF a Roma, un altro degli autori di questo studio, ha spiegato che secondo la teoria le magnetar neonate possono dissipare la maggior parte della loro energia rotazionale in tempi brevissimi a causa della combinazione tra il loro campo magnetico e la loro rotazione rapidissima. Ciò potrebbe essere la causa di alcune delle più potenti esplosioni conosciute come i lampi gamma e le supernove superluminose. Il ricercatore ha aggiunto che le magnetar appena nate potrebbero anche generare un forte segnale di onde gravitazionali ma non ne abbiamo ancora conferma.

Lo studio della pulsar/magnetar Swift J1818.0-1607 continuerà per capire meglio l’evoluzione delle stelle di neutroni con rilevazioni compiute anche quando è in periodi di quiete. L’astronomia delle onde gravitazionali è appena agli inizi perciò potrebbe volerci molto tempo per capire se quest’oggetto abbia emissioni rilevanti di questo tipo. Sicuramente esso offre ancora molto lavoro agli astronomi.

Concetto artistico di una magnetar (Immagine cortesia ESA)
Concetto artistico di una magnetar (Immagine cortesia ESA)

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