Il lupo travestito da agnello

Swift J1822.3-1606 emette improvvisi lampi di radiazione e presenta repentine variazioni della sua luminosità. Si pensava che fossero fenomeni dovuti alla presenza di un intenso campo magnetico ma, dallo studio di un team internazionale con ricercatori INAF, non sembra invece risultare così elevato. Per lo meno sulla sua superficie.

Swift J1822.3-1606 è una stella di neutroni irrequieta, che emette improvvisi lampi di radiazione – vere e proprie esplosioni – e che presenta repentine variazioni della sua luminosità. Gli scienziati ritenevano che simili oggetti celesti fossero così eccezionalmente attivi grazie al loro smisurato campo magnetico, 100 mila miliardi di volte più intenso di quello terrestre e migliaia di volte superiore a quello delle altre stelle di neutroni. Una categoria a parte, che venne ribattezzata magnetar dalla fusione delle parole inglesi magnetic e star (stella magnetica).

Ma a ben osservarla, Swift J1822.3-1606 non sembra proprio possedere questa caratteristica, anzi il suo campo magnetico risulta assolutamente in linea con quello delle altre pulsar ‘normali’. A scoprire la vera natura di questo oggetto celeste è stato un team di scienziati guidati dall’italiana Nanda Rea del Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (CSIC) di Barcellona e a cui hanno partecipato ricercatori dell’INAF. Il gruppo aveva già stanato circa due anni fa una stella di neutroni dal comportamento simile (SGR 0418+5729), suggerendo che quella non sarebbe stata un’eccezione, ma più probabilmente il capostipite di una nuova famiglia  di stelle di neutroni. E la scoperta di Swift J1822.3-1606 sembra oggi dar loro ragione.

L’emergente popolazione di magnetar di basso campo magnetico sta generando grande interesse nella comunità scientifica e sollevando molte domande: da dove viene l’energia che alimenta l’emissione esplosiva e la luminosità X persistente della magnetar? Quante tra le stelle di neutroni dal campo magnetico relativamente basso e non catalogate come magnetar potrebbero improvvisamente dare luogo a potenti esplosioni?

Quesiti a cui oggi non è ancora possibile dare delle risposte definitive. Una spiegazione della fonte di energia di questi oggetti celesti è che esista una componente di campo magnetico confinata sotto la superficie della stella. Questo campo ha una struttura complessa – le sue linee sono cioè attorcigliate e formano parecchi anelli – e, al momento della formazione della stella di neutroni, la sua intensità può essere notevolmente amplificata da turbolenze all’interno della protostella.

“Sappiamo da studi teorici che i campi magnetici interni delle stelle di neutroni possono essere molto più intensi rispetto a quelli che si trovano sulla superficie” osserva Roberto Turolla dell’Università di Padova e associato INAF, coautore della scoperta. “Il campo magnetico interno, non misurabile direttamente, può decadere e/o modificare la propria configurazione (‘sbrogliandosi’) dando origine così all’emissione X persistente ed esplosiva, attraverso il riscaldamento della superficie della stella di neutroni e l’accelerazione di particelle. Una questione cruciale è quanto effettivamente possa essere grande lo squilibrio tra campo magnetico interno ed esterno. SGR 0418+5729 e Swift J1822.3–1606 indicano che il campo magnetico interno può essere anche 50-100 volte superiore a quello esterno”.

“Il problema con queste magnetar dal campo magnetico esterno basso è che sono molto più elusive delle loro compagne di alto campo superficiale” commenta Paolo Esposito dell’INAF-IASF Milano, che ha partecipato allo studio. “Questo perché non solo la loro attività, grazie alla quale riusciamo ad identificarle, è molto più sporadica, ma anche perché misurare il loro campo magnetico attraverso il tasso di rallentamento della rotazione richiede tenacia e lunghe campagne osservative con satelliti per astronomia X”.

“Due anni dopo la scoperta di SGR 0418+5729 e grazie soprattutto a Swift ed XMM-Newton, due missioni con una fondamentale partecipazione di Italia ed INAF, siamo riusciti finalmente ad individuare una sua ‘gemella’, Swift J1822.3–1606” continua Gian Luca Israel (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma). ” Si tratta di un passo in avanti per la comprensione dei campi magnetici, del loro ruolo ed evoluzione nelle stelle di neutroni”.

 

Nel team di ricercatori che ha realizzato la scoperta, i cui risultati sono stati pubblicati nell’articolo A new low magnetic field magnetar: the 2011 outburst of Swift J1822.3-1606 sulla rivista The Astrophysical Journal (, hanno partecipato anche Marta Burgay, Andrea Possenti, Sergio Campana, Sandro Mereghetti, Luigi Stella dell’INAF, Andrea Tiengo (IUSS Pavia e associato INAF) e la ricercatrice italiana Silvia Zane del Mullard Space Science Laboratory presso la University College di Londra.

 

Animazione che mostra la complessa struttura del campo magnetico in una stella di neutroni e la sua evoluzione nel tempo. Crediti: ESA-C. Carreau

 

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