Un evento che potrebbe portare alla risoluzione di diversi misteri riguardo l’evoluzione stellare. Ecco i Fast Radio Burst

Per la prima volta, un FRB (Fast Radio Burst) e stato rilevato all’interno della Via Lattea, e potrebbe aprire nuovi esaltanti orizzonti nella ricerca astrofisica. Alle ore 16:34 italiane del 28 Aprile 2020, i ricercatori della collaborazione CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) hanno rilevato un potente lampo radio, di appena 40 millisecondi, nella direzione di un oggetto noto con la sigla SGR 1935+2154, una magnetar galattica nota per essere in uno stato attivo. Quello che gia era noto ai ricercatori era che, per spiegarne l’intensita’ e la durata, questi fenomeni dovessero essere originati da plasmi altamente magnetizzati. Questo e’ proprio il caso delle magnetar: stelle di neutroni formate dal collasso del nucleo di una stella massiccia, ma con un campo magnetico piu’ di mille volte superiore del solito.

Quando si verifica?

Ciò si verifica se la stella all’origine di tali oggetti e’ dotata di una forte rotazione. In questo modo, oltre al classico addensamento delle linee del campo magnetico nelle zone centrali della stella per effetto del collasso, si genera un ‘effetto dinamo’ che aumenta ulteriormente l’intensità magnetica. In particolare, i valori estremi di tali campi magnetici possono provocare una violenta spaccatura della crosta della stella di neutroni, provocando un vero e’ proprio ‘stellamoto’. In questo modo, l’intera struttura della stella oscilla insieme al suo fortissimo campo magnetico, provocando l’emissione di onde elettromagnetiche, in particolare raggi-X e raggi gamma.

La magnetar SGR 1900+14, ripresa nell’infrarosso dal telescopio spaziale Spitzer, con un anello di gas di 7 anni luce di diametro.

Se confermata, questa scoperta permetterebbe di fare finalmente luce sulla misteriosa origine dei Fast Radio Burst, identificando le magnetars come le responsabili di almeno una frazione (se non la totalita’) di questi violenti lampi radio. E c’e’ un’ulteriore dato che farebbe pendere il tutto in favore di questo scenario: il lampo radio e’ stato rilevato proprio durante un’ elevata emissione di raggi-X da parte di SGR 1935+2154. Un dato molto imporante, ma l’analisi dati e’ appena iniziata, e non e’ ancora tempo di giungere a conclusioni.

Una magnetar scoperta in prossimita’ del buco nero supermassiccio centrale della Via Lattea, Sagittarius A*. Credits: NASA/CXC/INAF/F. Coti Zelati et al.

Ma quali sarebbero le principali conseguenze se tale correlazione tra FRB e magnetars venisse confermata?

Ce ne sarebbero molte, di cui almeno due con potenzialmente molto significative per quanto riguarda l’evoluzione stellare.

  1. Dalla frequenza dei FRB fino ad oggi osservata, si potrebbe risalire alla frequenza con cui le magnetars vengono formate, permettendo una stima maggiormente accurata della loro popolazione.
  2. Si potrebbe definire quante supernovae da stelle massicce esplodono in presenza di una forte rotazione e di un potente campo magnetico.

Soprattutto il secondo punto risulterebbe davvero molto interessante. Sappiamo infatti che gli elementi chimici nella nostra galassia hanno origine da una moltitudine di fenomeni astronofisici. In particolare, i ricercatori hanno identificato due principali processi all’origine degli elementi piu’ pesanti del ferro: le catture neutroniche ‘lente’ (processo s), osservato nelle stelle di massa piccola e intermedia (comparabile al nostro Sole), e le catture neutroniche ‘veloci’ (processo r). Entrambi questi processi, sono all’origine di circa meta’ degli elementi piu’ pesanti del ferro. Ma se per il processo s abbiamo un ottimo quadro generale delle stelle che lo possono ospitare, il discorso si complica moltissimo per il processo r. In questo caso si hanno evidenze osservative per un solo fenomeno astronomico, le fusioni di stelle di neutroni, ma non e’ mai stato escluso che lo stesso tipo di supernovae all’origine delle magnetar possa presentare le condizioni ideali per il processo r, sintetizzando grandi quantita’ di elementi come europio, oro, platino e molti altri.

In conclusione

Ora gli astronomi potrebbero avere la possibilita’ di capire quanto frequentemente avvengano questo tipo di supernovae, e usare questo dato per testare la possibilita’ che esse possano aver contribuito all’arricchimento chimico del nostro Sistema Solare e di tutta la Via Lattea.

Insomma, non ci rimane che attendere e scoprire gli sviluppi di queste nuove ricerche. Ma una cosa e` certa, ne vedremo delle belle.

FONTI:

  • Paul Sholtz et al. 2020; “A bright millisecond-timescale radio burst from the direction of the Galactic magnetar SGR 1935+2154”. The Astronomer Telegram, 13681.
  • C. Winteler et al. 2012; “Magnetorotationally driven Supernovae as the origin of early galaxy r-process elements?”. The Astrophysical Journal, 750 L22.
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