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la teoria del Magnetar.

Magnetar, studio propone nuova teoria sulla

loro formazione

16 Marzo 2020 Spazio e astronomiaIstantanee 3D delle linee del campo magnetico nella zona

convettiva all'interno di una stella di neutroni appena nata:

con una rotazione più lenta, il campo magnetico è fino a dieci

volte più debole (credito: CEA Sacley)

Uno studio pubblicato su Science Advances proporre una

nuova teoria per quanto riguarda la formazione delle magnetar,

stelle di neutroni con i più forti campi magnetici mai osservati

nel cosmo, la cui stesse origine rimane controversa.

Il nuovo modello sviluppato dagli scienziati del CEA, del

Saclay, del Max Planck Institute for Astrophysics (MPA)

e dell'Institut de Physique du Globe de Paris spiega questi

campi magnetici giganteschi con l'amplificazione dei campi

deboli già esistenti quando stelle di neutroni in velocissima

rotazione nascono da stelle massicce che collassano su loro

stesse.

Le stelle di neutroni sono oggetti molto compatti che possono

arrivare a contenere fino a due masse solari in un raggio di circa

12 km. Le magnetar sono una sottocategoria delle stelle di

neutroni caratterizzate da un'emissione molto forte dei raggi X

e dei raggi gamma.

Queste emissioni sono correlate a campi magnetici molto forti.

Si pensa che le magnetar ruotino molto velocemente e che

abbiano un campo magnetico fortissimo, fino a 1000 volte più

forte delle stesse stelle di neutroni che neanche scherzano in

termini di campi magnetici.

Una delle teorie vede la formazione dei campi magnetici

delle magnetar provenire dalle stelle progenitrici.

Questi campi, cioè, sarebbero "innescati" dalla magnetizzazione

del nucleo di ferro prima del collasso.

Tuttavia il problema con questa teoria sta nel fatto che gli stessi

campi magnetici tendono a rallentare la rotazione del nucleo stellare.

"Questo non ci permetterebbe di spiegare le enormi energie delle

esplosioni di ipernova e dei lampi di raggi gamma di lunga durata,

in cui le stelle di neutroni in rapida rotazione o i buchi neri che

ruotano rapidamente sono considerate come le fonti centrali delle

enormi energie", spiega H. -Thomas Janka, uno dei ricercatori del

team che ha prodotto lo studio.

Nei secondi dopo il collasso del nucleo della stella, la stella di

neutroni appena nata comincia a raffreddarsi e ad emettere neutrini.

Questo processo produce poi forti flussi di massa interni, qualcosa

simile al gorgoglio dell'acqua bollente in una pentola.

Si tratta di movimenti molto violenti della materia i quali, per un

effetto dominato "effetto dinamo", possono rafforzare il campo

magnetico precedentemente indebolito.

Questo effetto è tra l'altro presente anche nel nucleo di ferro

liquido terrestre oppure nell'involucro convettivo del Sole.

Per capire se una possibilità del genere può essere presa in

considerazione anche per le stelle di neutroni, i ricercatori si

sono affidati ad un supercomputer.

Hanno simulato questi fenomeni in una stella di neutroni

appena nata, molto

calda e in rotazione molto rapida.

Il modello mostrava che, tramite l'effetto dinamo, i campi

magnetici inizialmente indeboliti possono essere rafforzati

e la rotazione può diventare più veloce fino ad un periodo

inferiore a circa otto millisecondi.

"I nostri modelli dimostrano che periodi di rotazione inferiori

a circa 8 millisecondi consentono un processo dinamo più

efficiente della rotazione più lenta", spiega Raphaël

Raynaud del CEA, autore principale dellaricerca. "I modelli

a rotazione più lenta non mostrano gli enormi campi creati

da questa forte dinamo."