Per la prima volta, gli scienziati hanno assistito direttamente alla formazione di una magnetar – una stella di neutroni incredibilmente potente, in rapida rotazione con un intenso campo magnetico – durante una supernova superluminosa. Questa svolta, osservata nella lontana esplosione nota come SN 2024afav (a circa un miliardo di anni luce dalla Terra), conferma una teoria di lunga data sui motori che guidano alcune delle morti stellari più luminose dell’universo. Le osservazioni, documentate in oltre 200 giorni utilizzando una rete globale di telescopi, forniscono prove convincenti del fatto che le magnetar svolgono un ruolo cruciale nell’alimentare questi eventi cosmici estremi.
Il comportamento peculiare della supernova
SN 2024afav era già notevole per la sua luminosità, superando di almeno dieci volte quella tipica delle supernove. Tuttavia, ciò che la distingue davvero è il suo insolito schema di luminosità: invece di svanire come previsto, la supernova ha mostrato quattro distinte fluttuazioni di luminosità, con il tempo tra ciascuna oscillazione decrescente. Questo comportamento ha sconcertato gli astronomi finché un team guidato da Joseph Farah dell’UC Santa Barbara non ha applicato i principi della relatività generale per spiegare il fenomeno.
Un disco di accrescimento traballante
La chiave sta nella formazione di un disco di accrescimento attorno alla magnetar appena nata. Mentre il materiale dell’esplosione della supernova si muove a spirale verso l’interno, forma un disco che quasi certamente è disallineato con l’asse di rotazione della magnetar. Secondo la teoria della relatività generale di Einstein, un oggetto che ruota trascina con sé lo spaziotempo. Questo effetto, noto come precessione di Lense-Thirring, fa oscillare il disco di accrescimento.
Questa oscillazione agisce come un segnale di svolta lampeggiante, bloccando e riflettendo a intermittenza la luce intensa della magnetar. Man mano che il disco si avvicina a spirale, oscilla più velocemente, spiegando gli intervalli decrescenti tra i picchi di luminosità. Questo modello, confermato da mesi di calcoli, fornisce finalmente un collegamento diretto tra magnetar e supernove superluminose.
Conferma di una teoria vecchia di 16 anni
I risultati convalidano un’ipotesi proposta nel 2008 da Dan Kasen dell’UC Berkeley. Kasen teorizzò che le magnetar – i resti di stelle troppo massicce per diventare buchi neri ma ancora abbastanza potenti da trattenere forti campi magnetici – potrebbero alimentare la straordinaria luminosità di alcune supernove.
Le magnetar possiedono campi magnetici da 100 a 1.000 volte più forti delle tipiche stelle di neutroni (pulsar) e ruotano a oltre 1.000 rotazioni al secondo. La loro rapida rotazione accelera le particelle cariche fino a una velocità prossima alla luce, creando collisioni con i detriti di supernova che amplificano la luminosità dell’esplosione.
Implicazioni per l’astrofisica
Questo è molto più che osservare semplicemente un evento raro; rappresenta un cambiamento fondamentale nella nostra comprensione della morte stellare. “È la prima volta che la relatività generale è necessaria per descrivere la meccanica di una supernova”, ha affermato Farah. Sebbene le magnetar non siano l’unica spiegazione per tutte le supernovae superluminose (anche le interazioni delle onde d’urto e i dischi di accrescimento disallineati del buco nero giocano un ruolo), questa scoperta fornisce una prova inconfutabile della loro importanza.
Lo studio sottolinea il potere di combinare dati osservativi all’avanguardia con quadri teorici come la relatività generale per svelare i misteri del cosmo. Come ha concluso Farah, “Questa è la scienza che sognavo da bambino”.
