Una kilonova potrebbe aver dato origine a una magnetar

Illustrazione artistica di un lampo gamma corto come GRB 200522A
Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” riporta uno studio sulla kilonova osservata il 22 maggio 2020 e sulle sue conseguenze. Si è trattato della fusione tra due stelle di neutroni che ha generato un lampo gamma corto catalogato come GRB 200522A e come risultato ha prodotto quella che dalle prime analisi sembra una magnetar, ancora una stella di neutroni ma del tipo caratterizzato da un campo magnetico estremamente potente. Un team di ricercatori guidato dall’astronoma Wen-fai Fong della Northwestern University di Evanston, Illinois, negli USA, ha preso in considerazione varie possibili spiegazioni per l’evento osservato, che ha avuto una luminosità eccezionale, e una kilonova che ha prodotto una magnetar è risultata la spiegazione più probabile.

Molte delle nostre conoscenze pratiche riguardanti le kilonove derivano dalla straordinaria osservazione dell’evento del 17 agosto 2017, quando sia onde gravitazionali che elettromagnetiche vennero rilevate da una serie di strumenti in tutto il mondo in un’eccezionale collaborazione scientifica tra parecchi enti diversi che permise di seguirlo fin dall’inizio. Tuttavia, già in precedenza altri scienziati avevano analizzato lampi gamma corti ed altre emissioni che corrispondevano alle conseguenze previste per una kilonova considerandoli una prova del loro legame.

L’evento del 22 maggio 2020, originato in una galassia a circa 5,47 miliardi di anni luce dalla Terra, è stato molto luminoso agli infrarossi, circa 12 volte più luminoso rispetto alla kilonova del 17 agosto 2017 e il più luminoso tra gli eventi conosciuti come conseguenze di kilonove. Oltre al lampo gamma corto e agli infrarossi sono state rilevate emissioni elettromagnetiche in altre bande, dalle onde radio ai raggi X, che hanno aiutato a ricostruirne le fasi e le conseguenze anche senza rilevazioni di onde gravitazionali.

L’immagine in alto (NASA, ESA, and D. Player (STScI)) mostra un’illustrazione artistica di un lampo gamma corto come GRB 200522A. L’immagine in basso (NASA, ESA, and D. Player (STScI)) mostra la sequenza di un evento che parte da due stelle di neutroni (1) che si fondono in una kilonova (2) per dare origine a una magnetar (3) che emette un lampo gamma corto (4).

Una delle conclusioni interessanti di questo studio riguarda il prodotto della kilonova. Si tratta di uno degli oggetti di discussione fin dallo sviluppo di modelli teorici riguardanti la fusione tra stelle di neutroni. Un buco nero sembrava il prodotto più probabile e potrebbe essere ciò che è stato generato nell’evento osservato il 17 agosto 2017. Tuttavia, l’eccezionale luminosità dell’evento osservato il 22 maggio 2020 ha portato il team di Wen-fai Fong a concludere che in questo caso il prodotto sia stato una magnetar, un tipo di stella di neutroni con un campo magnetico estremamente potente. Ciò perché da una magnetar neonata ci si aspetta emissioni a elevata energia, e quindi di notevole luminosità, che seguono il lampo gamma e vengono chiamate in gergo afterglow.

Finora, gli astronomi pensavano che una magnetar si formasse in seguito a una supernova, quando la stella di neutroni rimasta aveva un campo magnetico particolarmente potente. Questo studio suggerisce che anche la fusione tra due stelle di neutroni che non sono magnetar possa in certi casi generare una magnetar. Ciò rende questa scoperta ancor più interessante e cercamente ci saranno studi mirati, ad esempio per rilevare le emissioni radio che dovrebbero arrivare nel corso dei prossimi anni dai materiali espulsi dalla kilonova. Ci sono anche spunti per studi sia sulle kilonove, per capire le possibili differenze tra diversi eventi, che sulle magnetar, per capire i diversi processi che potrebbero crearle.

La sequenza di un evento che parte da due stelle di neutroni (1) che si fondono in una kilonova (2) per dare origine a una magnetar (3) che emette un lampo gamma corto (4)

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