DALLE VAGABONDE BLU ALLE MAGNETAR

Così nascono i magneti più potenti dell’universo

Servendosi di estese simulazioni al computer, un team di astrofisici dell'Università di Heidelberg, della Max Planck Society, dell'Istituto di studi teorici di Heidelberg e dell'Università di Oxford ha dimostrato come la fusione di due stelle sia in grado di generare forti campi magnetici, arrivando alla conclusione che, se tali stelle esplodessero in supernove, potrebbero portare alla formazione di magnetar. Tutti i dettagli su Nature

     11/10/2019
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La simulazione rimarca la nascita di una stella magnetica come Tau Scorpii. L’immagine rappresenta un taglio attraverso il piano orbitale in cui la colorazione indica la forza del campo magnetico e il tratteggio della luce riflette la direzione della linea del campo magnetico. Crediti: Ohlmann / Schneider / Röpke

L’universo è permeato da campi magnetici. All’interno del Sole, ad esempio, vi è una zona convettiva nella quale il movimento del plasma genera continuamente campi magnetici. «Anche se le stelle massicce non hanno tali inviluppi, si osservano ancora forti campi magnetici su larga scala sulla loro superficie, di alcune decine di percento», spiega Fabian Schneider del Center for Astronomy dell’Università di Heidelberg, primo autore dello studio pubblicato su Nature.

Sebbene tali campi fossero già stati scoperti nel lontano 1947, la loro origine è rimasta finora un mistero. Oltre un decennio fa, gli scienziati hanno suggerito che in seguito alla fusione di due stelle potrebbero generarsi forti campi magnetici. «Ma fino ad ora, non siamo stati in grado di testare questa ipotesi perché non avevamo gli strumenti computazionali necessari», racconta Sebastian Ohlmann del centro di calcolo della Max Planck Society a Garching, vicino a Monaco. Questa volta, i ricercatori sono stati in grado di usare il codice Arepo,  un codice di simulazioni idrodinamiche cosmologiche che gira su un cluster di computer del Heidelberg Institute for Theoretical Studies (Hits), per spiegare le proprietà di Tau Scorpii (τ Sco), una stella a 500 anni luce da Terra il cui campo magnetico presenta interessanti peculiarità.

Già nel 2016, Fabian Schneider e Philipp Podsiadlowski dell’Università di Oxford si sono resi conto che τ Sco è una stella particolare, una vagabonda blu. Le vagabonde blu sono il prodotto della fusione – o merging – di stelle. «Pensiamo che il forte campo magnetico di Tau Scorpii si sia originato durante il processo di fusione», spiega Philipp Podsiadlowski. Attraverso le sue simulazioni al computer di τ Sco, il team di ricerca tedesco-britannico ha dimostrato che effettivamente una forte turbolenza durante la fusione di due stelle può creare un tale campo.

Le fusioni stellari sono relativamente frequenti: gli scienziati ritengono che circa il dieci percento di tutte le stelle massicce della Via Lattea siano il prodotto di tali processi. Secondo Schneider, questo è in buon accordo con il tasso di occorrenza di stelle magnetiche massicce. Gli astronomi pensano che queste stelle potrebbero poi portare alla formazione di magnetar quando esplodono in supernove.

Questo potrebbe essere il destino anche di τ Sco quando esploderà, alla fine della sua vita. Le simulazioni al computer suggeriscono che il campo magnetico generato sarebbe sufficiente per spiegare i campi magnetici eccezionalmente forti nelle magnetar. «Si ritiene che le magnetar abbiano i campi magnetici più potenti nell’universo – fino a cento milioni di volte più potenti del campo magnetico più potente mai prodotto dall’uomo», ricorda Friedrich Röpke, co-autore dello studio.

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