Un insolito segnale radio sembra provenire da un oggetto stellare estremo a 16mila anni luce dalla Terra

Illustrazione di una stella di neutroni / Credit: Pitris/iStock

Un insolito segnale radio, proveniente da una sorgente a 16 anni luce di distanza della Terra, sfida l’attuale comprensione di alcuni degli oggetti stellari più estremi che conosciamo, le stelle di neutroni, cioè i resti ultra-densi di una stella morta che, in genere, ruotano a velocità elevatissime, impiegando solo pochi secondi o addirittura frazioni di secondo per compiere una rotazione completa sul proprio asse.

Il segnale radio appena rilevato si ripete invece ogni 54 minuti e, cosa ancora più strana, presenta tre stati di emissione distinti, che mostrano marcate variazioni nel tempo: i primi due stati evolvono progressivamente nel corso di 8 mesi, mostrando un stato quiescente (o spento, senza impulsi) intervallato tra loro; il terzo stato non mostra invece impulsi. Queste marcate variazioni nella modalità di emissione, spiegano i ricercatori in un articolo appena pubblicato sulla rivista Nature Astronomy, ricordano le stelle di neutroni ma le proprietà di tali variazioni mettono alla prova l’attuale comprensione dell’evoluzione di questi oggetti stellari.

Se l’origine di questo segnale di così lungo periodo verrà confermata, si tratterebbe della prima stella di neutroni che ruota così lentamente, emettendo ancora onde radio.

Al momento, la sorgente del segnale è stata denominata ASKAP J1935+2148, perché rilevata con il telescopio Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) in ascensione retta (J2000) a 19 ore 35 minuti e declinazione (J2000) +21° 48′, ovvero le coordinate astronomiche equatoriali che definiscono la posizione dell’oggetto sulla sfera celeste.

“Per coincidenza – osservano gli autori della pubblicazione – ASKAP J1935+2148 si trova a 5.6′ dalla magnetar SGR 1935+2154 (una stella magnetica nella costellazione della Volpetta, ndr) e ai margini dei resti della supernova in cui è centrata SGR 1935+2154 (un antico resto stellare, sempre della costellazione della Volpetta, ndr)”.

Cos’è una stella di neutroni e perché ASKAP J1935+2148 è diversa dalle altre

Una stella di neutroni è ciò che resta di una grande stella morta, cioè un residuo stellare ultra-compatto che forma un oggetto di piccole dimensioni ma avente densità elevatissima e una massa generalmente compresa tra 1,4 e 3 volte quella del Sole (anche se la stella di neutroni più massiccia finora osservata, chiamata PSR J0348+0432, ha una massa pari a 2 volte quella solare).

Le stelle di neutroni possono essere di diversi tipi: sono stelle di neutroni le pulsar, che emettono impulsi di radiazione rilevabili sulla Terra, i burster a raggi X, che sono stelle di neutroni con una compagna binaria di piccola massa, e le magnetar, delle stelle magnetiche molto potenti.

“Alla fine della loro vita, le grandi stelle consumano tutto il loro combustibile ed esplodono in una spettacolare supernova – spiegano gli astronomi – . Ciò che rimane è un residuo stellare chiamato stella di neutroni, composto da trilioni di neutroni racchiusi in una palla così densa che la sua massa è 1,4 volte quella del Sole racchiusa in un raggio di soli 10 km”.

Ad oggi, si conoscono oltre 3.000 stelle di neutroni che emettono impulsi radio e tutti questi impulsi, in genere, si ripetono in intervallo di tempo molto elevato, di pochi secondi o di frazioni di secondo. Il segnale radio del nuovo oggetto stellare ASKAP J1935+2148 si ripete invece molto più lentamente, ogni 54 minuti circa, e mostra tre stati di emissione, di cui uno è molto luminoso, con impulsi altamente polarizzati linearmente, l’altro che è circa 26 volte più debole del primo, mentre il terzo è senza impulsi.

Cosa ancora più strana, i primi due stati variano progressivamente nel corso di 8 mesi, con uno stato senza impulsi intervallato che “sembra suggerire cambiamenti fisici nella regione che produce l’emissione” dicono gli astronomi che hanno rilevato il segnale con il telescopio ASKAP, approfondendo poi l’osservazione con il radiotelescopio MeerKAT in Sudafrica, che ha permesso di risolvere l’intero schema pulsante.

“La cosa intrigante è come questo oggetto mostri tre distinti stati di emissione, ciascuno con proprietà completamente dissimili dagli altri – ha affermato la dott.ssa Manisha Caleb dell’Istituto di astronomia dell’Università di Sydney e autrice principale dello studio – . Il radiotelescopio MeerKAT ha svolto un ruolo cruciale nella distinzione tra questi stati. Se non avessimo osservato che provenivano dallo stesso punto nel cielo, non avremmo mai creduto che uno stesso oggetto potesse produrre segnali così diversi”.

La natura dell’oggetto stellare non è però ancora confermata e i ricercatori non hanno escluso la possibilità che il segnale radio arrivi da una nana bianca isolata e con un campo magnetico straordinariamente forte. Tuttavia, l’assenza di altre vicine nane bianche altamente magnetiche rende la spiegazione della stella di neutroni più plausibile. Se confermata, si tratterebbe della stella di neutroni con emissione radio a rotazione più lenta mai registrata, una scoperta che potrebbe cambiare la nostra comprensione di come evolvono alcuni degli oggetti più estremi ed enigmatici dell’universo.