Destino magnetico: come un lupo

Jul 17, 2023

Dall'American Association for the Advancement of Science (AAAS)28 agosto 2023

Questa rappresentazione artistica mostra HD 45166, una stella massiccia recentemente scoperta per avere un potente campo magnetico di 43.000 gauss, il campo magnetico più forte mai trovato in una stella massiccia. Venti intensi di particelle che si allontanano dalla stella vengono intrappolati da questo campo magnetico, avvolgendo la stella in un guscio gassoso come illustrato qui. Credito: ESO/L. Calçada

Nuove scoperte incentrate sulle osservazioni e sui modelli di evoluzione stellare di una stella Wolf-Rayet calda e ricca di elio suggeriscono che è destinata a produrre una magnetar quando subisce un'esplosione di supernova. Questi risultati presentano una comprensione più profonda del processo di formazione delle magnetar, che sono considerate le entità più magnetiche dell’Universo.

Una magnetar è un tipo specializzato di stella di neutroni caratterizzata da un campo magnetico immensamente potente. Tipicamente, le stelle di neutroni hanno origine da eventi di supernova in cui il nucleo di una stella massiccia collassa. Tuttavia, le origini delle magnetar rimangono poco chiare.

Una teoria propone che durante l’esplosione di una supernova, l’amplificazione di un campo magnetico all’interno del massiccio nucleo della stella progenitrice potrebbe portare alla formazione di una magnetar. Tuttavia, campi magnetici così potenti non erano stati precedentemente rilevati in stelle evolute che hanno il potenziale di trasformarsi in stelle di neutroni dopo l’esplosione.

L'impressione di questo artista illustra come, tra pochi milioni di anni, HD 45166 esploderà come una supernova molto luminosa, ma non particolarmente energetica. Durante questa esplosione, il suo nucleo si contrarrà, intrappolando e concentrando le già scoraggianti linee del campo magnetico della stella. Credito: NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld/M. Zamani

Tomar Shenar e il suo gruppo di ricerca hanno rivolto la loro attenzione a HD 45166, un sistema binario costituito da una stella della sequenza principale e da una calda stella compagna Wolf-Rayet. Le stelle di Wolf-Rayet sono il nucleo di elio esposto di una stella massiccia, che ha perso i suoi strati esterni di idrogeno. Attraverso l'uso di osservazioni spettropolarimetriche del telescopio Canada-Francia-Hawaii e di spettri d'archivio di vari altri strumenti, Shenar e i suoi colleghi hanno determinato che la componente Wolf-Rayet di HD 45166 ha una massa equivalente a 2 masse solari e possiede un campo magnetico significativo. di 43 kilogauss.

L'impressione di questo artista illustra il destino finale di HD 45166 dopo che il suo nucleo è collassato, dando origine a una stella di neutroni con un campo magnetico di circa 100 trilioni di gauss, il tipo di magnete più potente nell'Universo. Credito: NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld/M. Zamani

Relying on stellar evolution models and integrating the acquired data, the research team inferred that this Wolf-Rayet component is destined to collapse into a neutron starA neutron star is the collapsed core of a large (between 10 and 29 solar masses) star. Neutron stars are the smallest and densest stars known to exist. Though neutron stars typically have a radius on the order of just 10 - 20 kilometers (6 - 12 miles), they can have masses of about 1.3 - 2.5 that of the Sun." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> stella di neutroni. I loro calcoli suggeriscono che la conservazione del flusso magnetico durante questo collasso del nucleo amplificherebbe la forza del campo magnetico, collocandolo nell’intervallo di ciò che si osserva per le magnetar.

Gli autori concludono: “Le nostre osservazioni e i modelli di evoluzione stellare indicano quindi che la componente Wolf-Rayet potrebbe essere un immediato progenitore di una magnetar”.

Per ulteriori informazioni su questa ricerca:

Riferimento: “Una stella massiccia di elio con un campo magnetico sufficientemente forte da formare una magnetar” di Tomer Shenar, Gregg A. Wade, Pablo Marchant, Stefano Bagnulo, Julia Bodensteiner, Dominic M. Bowman, Avishai Gilkis, Norbert Langer, André Nicolas- Chené, Lidia Oskinova, Timothy Van Reeth, Hugues Sana, Nicole St-Louis, Alexandre Soares de Oliveira, Helge Todt e Silvia Toonen, 17 agosto 2023, Science.DOI: 10.1126/science.ade3293