Una stella all’elio potrebbe essere la progenitrice di una magnetar

Concetto artistico del sistema HD 45166 con la stella all'elio in primo piano (Immagine ESO/L. Calçada)
Concetto artistico del sistema HD 45166 con la stella all’elio in primo piano (Immagine ESO/L. Calçada)

Un articolo (link al file in formato PDF) pubblicato sulla rivista “Science” riporta uno studio che identifica una delle stelle nel sistema binario HD 45166 come il prossibile precursore di una magnetar. Un team di ricercatori guidati da Tomer Shenar dell’Università di Amsterdam ha usato vari telescopi per studiare una cosiddetta stella all’elio, una stella massiccia che sta andando verso la fine della sua vita e ha già espulso i suoi strati esterni rimanendo con nucleo formato all’esterno da elio. Questa stella ha rivelato un campo magnetico estremamente potente, stimato in circa 100.000 volte quello terrestre.

Le stelle massicce possono terminare la loro vita lasciando una stella di neutroni o un buco nero, a seconda della massa. I modelli di formazione delle stelle di neutroni sono piuttosto accurati ma non è chiaro in quali condizioni una stella di neutroni possa generare un campo magnetico estremamente potente diventando una magnetar. Questo nuovo studio lega le magnetar alle stelle all’elio.

Il sistema binario HD 45166 è formato da una stella molto più massiccia del Sole ancora nel pieno della sua vita e da una stella anch’essa massiccia che ormai è nella fase finale della sua vita. L’agonia di una stella massiccia è violenta, con venti solari molto intensi che provocano l’espulsione degli strati esterni di idrogeno e possono lasciare un guscio di elio che dà il nome alle stelle all’elio.

Finora, le stelle all’elio erano considerate interessanti negli studi delle ultime fasi di vita di stelle massicce e per la possibilità che si formino anche dalla fusione tra due nane bianche. Tomer Shenar ha dichiarato di avere una piccola ossessione per la stella all’elio della coppia HD 45166, una stella conosciuta da oltre un secolo che però ha una natura che è rimasta difficile da spiegare pienamente, almeno finora.

Il team di Tomer Shenar ha condotto esami della stella all’elio usando lo spettropolarimetro ESPaDOnS del telescopio Canada-France-Hawaii e tre spettrografi montati su tre diversi telescopi. Ciò ha permesso di stimare il suo campo magnetico attorno ai 43.000 gauss, circa 100.000 volte più potente del campo magnetico terrestre. Si tratta della prima stella all’elio di cui è stato scoperto un campo magnetico, il più potente conosciuto finora in una stella massiccia.

In realtà, le nuove stime delle masse delle due stelle del sistema di HD 45166 indicano che la stella all’elio ha una massa che è “solo” circa il doppio di quella del Sole, anche se la stima è imprecisa. Si tratta della metà delle stime precedenti ma sempre superiore al limite di Chandrasekhar di circa 1,4 masse solari che indica il limite oltre il quale non può formarsi una nana bianca stabile. In quei casi, il nucleo che rimane alla fine della vita della stella collassa in una stella di neutroni o in un buco nero. L’analisi indica anche che si è formata dalla fusione di due stelle più piccole.

Nel caso della stella all’elio nel sistema HD 45166, i modelli indicano che collasserà in una stella di neutroni. La cosa più interessante è che la scoperta del suo potentissimo campo magnetico suggerisce che quella stella di neutroni sarà della classe magnetar. Infatti, il collasso porterà a compattare la sua massa aumentando enormemente il già potentissimo campo magnetico, il quale potrebbe raggiungere i centomila miliardi di gauss.

L’uso combinato di vari strumenti sofisticati ha offerto una nuova visione della stella all’elio del sistema HD 45166. L’intuizione di Tomer Shenar che ha portato a indagare sul suo magnetismo e l’insieme di informazioni raccolte hanno portato a una possibile spiegazione alla formazione delle magnetar. Ciò permetterà di studiare altre stelle all’elio per cercare altre potenziali progenitrici di magnetar e ottenere nuove informazioni sui più potenti magneti dell’universo.

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