Gli astronomi hanno, per la prima volta, osservato direttamente la formazione di una magnetar – una stella di neutroni con un campo magnetico straordinariamente potente – durante l’esplosione di una supernova superluminosa. Questa osservazione fornisce la prova definitiva che collega queste supernove incredibilmente luminose e di lunga durata alla creazione delle stelle più magnetizzate dell’universo.
Il mistero delle supernove superluminose
Per decenni, gli scienziati hanno teorizzato che le magnetar, oggetti con campi magnetici centinaia o migliaia di volte più forti delle tipiche stelle di neutroni, fossero nati da supernove superluminose. Queste supernove possono essere dieci volte più luminose e durare molto più a lungo delle esplosioni stellari standard. Tuttavia, le prove concrete sono rimaste sfuggenti… fino ad ora.
“Questa è la prova definitiva che le magnetar si formano nel collasso del nucleo delle supernove superluminose”, ha affermato Alex Filippenko dell’UC Berkeley. La scoperta conferma le teorie di lunga data su come si svolgono questi eventi cosmici estremi.
Come nascono le magnetar
La connessione tra magnetar e supernove superluminose dipende da un processo specifico. Quando una stella circa 25 volte la massa del nostro Sole collassa, il suo già potente campo magnetico diventa intensamente concentrato. Questa compressione crea una magnetar con un’intensità del campo magnetico superiore a qualsiasi altra cosa conosciuta nell’universo.
Mentre il nucleo della stella si restringe fino a un diametro di soli 20 chilometri, la sua rotazione accelera drammaticamente, proprio come un pattinatore sul ghiaccio che tira dentro le braccia. Alcune stelle di neutroni appena nate ruotano a velocità superiori a 700 volte al secondo, emettendo fasci di radiazioni come fari cosmici. Questo è ciò che chiamiamo pulsar.
La pistola fumante: SN 2024afav
I ricercatori che hanno analizzato i dati della supernova SN 2024afav, avvistata nel dicembre 2024 e monitorata per 200 giorni, hanno scoperto “cinguettii” rivelatori nella sua curva di luce. Questi trilli, un rapido aumento della frequenza, sono una firma diretta degli effetti relativistici generali causati da una magnetar in rapida rotazione.
Il team ha seguito la supernova, situata a circa un miliardo di anni luce di distanza, e ha osservato che non si è sbiadita come previsto. Invece, mostrava una luminosità oscillante con quattro “protuberanze” distinte, indicative di una magnetar che attirava materiale su se stessa dopo l’esplosione iniziale.
Trascinamento dei fotogrammi e relatività generale
L’oscillazione di un disco di accrescimento attorno alla magnetar, causata dalla teoria della relatività generale di Einstein (frame-dragging), spiega i trilli. La magnetar rotante trascina con sé lo spazio-tempo, facendo oscillare il disco e bloccando o riflettendo periodicamente la luce, creando l’effetto stroboscopico osservato.
“Questa è la prima volta che la relatività generale è necessaria per descrivere la meccanica di una supernova”, ha affermato Joseph Farah dell’UC Berkeley, autore principale dello studio. La scoperta dimostra che la fisica estrema in gioco durante questi eventi richiede una piena comprensione degli effetti più complessi della gravità.
Cosa significa
L’osservazione di SN 2024afav conferma che le magnetar non sono solo costrutti teorici, ma oggetti reali nati da violente morti stellari. Questa svolta fornisce un nuovo potente strumento per studiare la fisica estrema e testare i limiti della nostra comprensione della gravità e del magnetismo nell’universo.
