Scienza: un motore a Magnetar alimenta i lampi gamma nel cosmo =

 

LUNEDÌ 05 GIUGNO 2023 12.59.10

Scienza: un motore a Magnetar alimenta i lampi gamma nel cosmo =

Scienza: un motore a Magnetar alimenta i lampi gamma nel cosmo = (AGI) - Roma, 5 giu. - Un team italiano di ricercatori dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) e della Stony Brook University (Usa) ha dimostrato per la prima volta che una magnetar appena formata e rapidamente rotante, cioe' una stella di neutroni con un campo magnetico elevatissimo che ruota su se stessa molte centinaia di volte al secondo, puo' spiegare in modo dettagliato le diverse fasi dell'emissione dei lampi di raggi gamma, dalla loro violenta accensione fino allo spegnimento definitivo. Questo risultato e' stato ottenuto confrontando le previsioni teoriche con un ricco insieme di dati nella banda dei raggi X e gamma. Lo studio e' stato pubblicato sulla rivista 'The Astrophysical Journal Letters'. I lampi di raggi gamma (in inglese Gamma-Ray Burst, o Grb) sono brevi eventi esplosivi tra i piu' violenti dell'universo, a distanza di miliardi di anni luce da noi. La loro energia viene trasferita in potentissimi getti collimati che emettono la radiazione che osserviamo. Si ritiene che i Grb siano originati nel processo di formazione di un buco nero di massa stellare, in seguito al collasso gravitazionale di una stella alla fine del suo ciclo evolutivo, o alla collisione e fusione di due stelle di neutroni. Negli ultimi anni e' stata sviluppata un'altra ipotesi: i Grb, o almeno una frazione rilevante di essi, potrebbero essere prodotti dalla formazione di una magnetar che ruota su se' stessa molte centinaia di volte al secondo. Le magnetar, come le altre stelle di neutroni, hanno una massa simile a quelle del Sole concentrata in un volume dalle dimensioni comparabili con quelle di una grande citta', ma posseggono campi magnetici elevatissimi. Scoperte nella nostra galassia negli anni '90 del secolo scorso, sono caratterizzate da un'intensa emissione di origine magnetica in raggi X e gamma, punteggiata da ricorrenti episodi parossistici di breve durata ed enorme luminosita'. La loro origine e' ad oggi un mistero tra i piu' studiati nell'astrofisica degli oggetti compatti. Il nuovo lavoro combina conoscenze acquisite nello studio delle magnetar e delle stelle di neutroni che catturano materia con le principali caratteristiche dei Grb, dimostrando come una magnetar appena formata e rapidamente rotante possa spiegare le proprieta' di alcuni tra i Grb piu' studiati meglio di un buco nero. (AGI)Sci/Oll (Segue) 051259 GIU 23 NNNN

LUNEDÌ 05 GIUGNO 2023 12.59.13

Scienza: un motore a Magnetar alimenta i lampi gamma nel cosmo (2)=

Scienza: un motore a Magnetar alimenta i lampi gamma nel cosmo (2)= (AGI) - Roma, 5 giu. - Simone Dall'Osso, ricercatore presso l'Infn, associato Inaf e primo autore dell'articolo, commenta: "Il nostro studio spiega in modo quantitativo le diverse fasi dell'emissione di un lampo gamma e del suo graduale spegnimento. I processi fisici coinvolti sono gli stessi che operano in altri sistemi contenenti stelle magnetiche in rotazione quali nane bianche, stelle di neutroni ordinarie (non magnetar) ed anche stelle ordinarie in fase di formazione. Applicati ad una magnetar appena formata e rapidamente rotante questi stessi processi portano al rilascio di enormi quantita' di energia in tempi brevissimi, con segni distintivi identificabili". Giulia Stratta, ricercatrice Inaf, associata Infn e membro del cluster di ricerca Elements presso la Goethe University di Francoforte, aggiunge: "Per poter fornire una spiegazione organica delle diverse fasi dei lampi gamma, e' stato necessario basarsi sui Grb per i quali abbiamo le informazioni piu' complete da osservazioni in banda ottica, X e gamma. Si tratta di una dozzina di casi in tutto, frutto di un lungo lavoro di ricerca tra molte centinaia". Lo scenario teorizzato nel lavoro del team italiano suggeriscew che, in una prima fase, la magnetar cattura parte della materia che ancora sta cadendo a seguito del collasso gravitazionale o della collisione tra stelle di neutroni. Questo genera la parte iniziale e piu' brillante del Grb, liberando un'enorme quantita' di energia gravitazionale in poche decine di secondi. Quando l'afflusso di materia diminuisce, la rotazione del campo magnetico della magnetar inizia a respingere la materia stessa fiondandola via - un po' come un'elica che gira - e una quantita' via via piu' piccola di energia gravitazionale viene rilasciata, causando un graduale calo della luminosita'. Infine, quando non vi e' piu' materia che cade, la magnetar si comporta come una stella di neutroni isolata e dissipa progressivamente la sua energia rotazionale. Secondo Rosalba Perna, professore ordinario presso la Stony Brook University e co-autore dello studio, "questo risultato getta una nuova luce su due misteri cosmici, suggerendo un probabile legame tra di essi: 'che cos'e' che produce un lampo gamma?' e 'dove si formano le magnetar e in quali speciali condizioni, tali da differenziarle dalle altre stelle di neutroni?'". Luigi Stella, dirigente di ricerca presso l'Inaf di Roma e autore anch'egli dello studio, sottolinea che: "appena formate le magnetar, come anche i buchi neri di massa stellare, possono essere motori astrofisici di eccezionale potenza, capaci di alimentare l'emissione dei lampi gamma, ma anche di generare forti onde gravitazionali, come abbiamo dimostrato in alcuni studi precedenti". "Nel prossimo futuro - conclude Dall'Osso - un'ulteriore e definitiva conferma della formazione di una magnetar potra' venire proprio dalla rivelazione di un segnale in onde gravitazionali". (AGI)Sci/Oll 051259 GIU 23 NNNN