L’anello mancante tra radio pulsar e magnetar

Una radio pulsar è un tipo di stella di neutroni, il residuo estremamente denso di una stella esplosa, che emette onde radio sotto forma di impulsi regolari e prevedibili grazie alla sua veloce rotazione. Le magnetar presentano violente emissioni elettromagnetiche ad alta energia, in particolare raggi X e raggi gamma, e i loro campi magnetici sono tra i più forti noti nell’Universo.

“Questa stella di neutroni indossa due vesti diverse”, ha detto Walid Majid del Jet Propulsion Laboratory a Pasadena. “Talora si comporta come pulsar, talora come magnetar. Questo oggetto ha qualcosa da raccontarci sul meccanismo alla base delle pulsar in generale”.

Sin dagli anni ’70 gli scienziati hanno trattato pulsar e magnetar come due distinte popolazioni di oggetti. Ma nell’ultimo decennio è emersa evidenza che potrebbero essere stadi evolutivi di un singolo oggetto. Il nuovo studio suggerisce che J1119 potrebbe trovarsi in una fase di transizione mai osservata tra radio pulsar e magnetar. Lo studio è stato pubblicato su Astrophysical Journal Letters.

Quando questo misterioso oggetto è stato scoperto nel 2000 sembrava fosse una “normale” radio pulsar. Il suo comportamento è stato in gran parte tranquillo e prevedibile sino al Luglio 2016, quando gli osservatori Fermi e Swift hanno osservato due lampi di raggi X e dieci ulteriori lampi di luce a energie inferiori provenienti dall’oggetto. Successivi studi hanno suggerito che la pulsar si stesse comportando in modo ribelle, come una magnetar. Tom Prince del JPL/Caltech a Pasadena, Majid e colleghi hanno utilizzato la rete di radiotelescopi Deep Space Network, a Canberra, per osservare meglio cosa stesse accadendo.

“Pensiamo che i lampi di raggi X si siano verificati perché l’enorme campo magnetico dell’oggetto si è attorcigliato mentre l’oggetto stava ruotando”, ha detto Majid. Un simile campo magnetico alla fine provoca il fatto che la crosta esterna della stella di neutroni si spezzi. Questo causa un cambiamento improvviso nella rotazione, chiamato “glitch,” che è stato misurato da NuSTAR.

Le stelle di neutroni sono così dense che un cucchiaino pesa come una montagna. Si ritiene che questa particolare stella di neutroni abbia uno dei più forti campi magnetici conosciuti tra le popolazioni note di pulsar: qualche migliaia di miliardi più forte del campo magnetico del Sole.

Due settimane dopo il lampo nei raggi X i ricercatori hanno tracciato le emissioni dell’oggetto nelle frequenze radio: le emissioni radio hanno avuto netti aumenti e cali di intensità. Nel giro di dieci giorni qualcosa è completamente cambiato nella pulsar. Ha iniziato a comportarsi di nuovo come una normale radio pulsar.

La questione è simile a quella famosa dell’uovo e della gallina: chi nasce per prima? La pulsar o la magnetar? Alcuni scienziati ritengono che oggetti come J1119 abbiano iniziato come magnetar e gradualmente abbiano cessato di emettere lampi nei raggi X e gamma nel corso del tempo. Ma altri propongono la teoria opposta: che venga prima la radio pulsar e nel corso del tempo il suo campo magnetico emerga dalle macerie della supernova e allora incominci a comportarsi come magnetar. Probabilmente la spiegazione può essere una soltanto tra queste due. Monitorare oggetti simili potrebbe portare luce sulla questione e chiarire se J1119 rappresenti un fenomeno particolare o un simile comportamento sia comune in questa classe di straordinari oggetti.
[ Barbara Bubbi ]

http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=6715

Image credit: NASA/JPL-Caltech