Gli astronomi hanno scoperto un misterioso oggetto stellare che emette onde radio ogni 22 minuti

L’impressione di un artista di un magnete a lungo termine. Gli astronomi hanno scoperto l’oggetto utilizzando il Murchison Widefield Array (MWA), un radiotelescopio nel Wajarri Yamaji Country nella remota Australia occidentale. Credito: ICRAR

I ricercatori hanno scoperto un nuovo oggetto stellare, potenzialmente una magnetar di periodo estremamente lungo, che sfida l’attuale comprensione delle stelle di neutroni. Emettendo onde radio ogni 22 minuti, le più lunghe mai registrate, questo oggetto sfida le teorie attuali ma offre spunti promettenti stella di neutroni Fisica ed evoluzione magnetica. Il team ha in programma di effettuare ulteriori ricerche, sperando di scoprire altri di questi insoliti corpi celesti.

Un team internazionale guidato da astronomi del nodo della Curtin University dell’International Center for Research in Radio Astronomy (ICRAR) hanno scoperto un nuovo tipo di oggetto stellare che sfida la nostra comprensione della fisica delle stelle di neutroni.

L’oggetto potrebbe essere una magnetar molto alta, che è un raro tipo di stella con campi magnetici estremamente forti in grado di produrre potenti esplosioni di energia.

Fino a poco tempo fa, tutte le magnetar conosciute rilasciavano energia a intervalli da pochi secondi a pochi minuti. L’oggetto appena scoperto emette onde radio ogni 22 minuti, rendendolo il periodo magnetico più lungo mai scoperto.

La ricerca è stata pubblicata il 19 luglio sulla rivista natura.

Un’animazione che descrive il rilevamento, il comportamento dell’oggetto e l’aspetto che potrebbe avere. Credito: ICRAR

Osservazioni e risultati

Gli astronomi hanno scoperto l’oggetto utilizzando il Murchison Widefield Array (MWA), un radiotelescopio nel Wajarri Yamaji Country nella remota Australia occidentale.

La magnetar, denominata GPM J1839−10, si trova a 15.000 anni luce dalla Terra nella costellazione dello Scutum, ha affermato l’autrice principale, la dott.ssa Natasha Hurley-Walker.

“Questo straordinario oggetto sfida la nostra comprensione delle stelle di neutroni e delle magnetar, che sono alcuni degli oggetti più esotici ed estremi dell’universo”, ha detto.

Il corpo stellare è solo il secondo del suo genere mai scoperto dopo la scoperta del primo da parte dello studente universitario Tyrone O’Doherty alla Curtin University.

Rappresentazione artistica del radiotelescopio Murchison Widefield Array che osserva la magnetar di Very Long Period, a 15.000 anni luce dalla Terra nella costellazione dello Scutum. Credito: ICRAR

Nuova comprensione dei magneti

All’inizio, la comunità scientifica rimase sconcertata dalla loro scoperta.

Hanno pubblicato un articolo in natura nel gennaio 2022 descrive un misterioso oggetto transitorio che appare e scompare sporadicamente, emettendo potenti raggi di energia tre volte all’ora.

La prima cosa ci ha sorpreso, ha detto il dottor Hurley Walker – supervisore onorario di O’Doherty -.

“Eravamo così confusi”, ha detto. “Così abbiamo iniziato a cercare oggetti simili per vedere se si trattava di un evento isolato o solo della punta dell’iceberg”.

Tra luglio e settembre 2022, il team ha esaminato il cielo con il telescopio MWA. E hanno rapidamente trovato quello che stavano cercando in GPM J1839-10. Emette esplosioni di energia che durano fino a cinque minuti, cinque volte più a lungo del primo oggetto.

La magnetar è stata scoperta dal radiotelescopio Murchison Widefield Array (MWA), con una miriade di altre strutture in tutto il mondo che si sono unite per confermare la scoperta e studiare l’oggetto. MeerKAT – Credit: South African Radio Astronomy Observatory (SARAO), Gran Telescopio Canarias – Credit: Daniel López / IAC, Murchison Widefield Array – Credit: Marianne Annereau, Giant Metrewave Radio Telescope – Credit: NCRA, Australian SKA Pathfinder – Credit: CSIRO / Dragonfly Media, Australia Very Large Array – Credit: AUI / NRAO, XMM-Newton – Credit: European Space Agency

Conferma della scoperta

Seguirono altri telescopi per confermare la scoperta e saperne di più sulle proprietà uniche dell’oggetto.

Questi includevano tre CSIRO radiotelescopi in Australia, il radiotelescopio MeerKAT in Sud Africa, il telescopio Grantecan (GTC) da 10 m e il telescopio spaziale XMM-Newton.

Armato delle coordinate celesti e delle loro caratteristiche di GPM J1839-10, il team ha anche iniziato a cercare negli archivi di osservazione dei principali radiotelescopi del mondo.

“È apparso nelle osservazioni del Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) in India, e il Very Large Array (VLA) negli Stati Uniti ha avuto osservazioni che risalgono al 1988”, ha detto.

“È stato un momento straordinario per me. Avevo cinque anni quando i nostri telescopi hanno registrato per la prima volta gli impulsi di questo oggetto, ma è passato inosservato ed è rimasto nascosto nei dati per 33 anni.

“L’hanno perso perché non si aspettavano di trovare qualcosa di simile.”

L’impressione di un artista di un magnete a lungo termine. L’oggetto ha emesso un impulso di cinque minuti di energia a lunghezza d’onda radio per almeno 33 anni. Credito: ICRAR

Sfida i paradigmi attuali

Non tutte le magnetar producono onde radio. Alcuni sono al di sotto della “linea della morte”, una soglia critica alla quale il campo magnetico di una stella diventa troppo debole per generare emissioni ad alta energia.

“L’oggetto che abbiamo rilevato sta ruotando molto lentamente per produrre onde radio: è al di sotto della linea della morte”, ha affermato il dottor Hurley-Walker.

“Supponendo che sia una magnetar, non dovrebbe essere possibile per questo oggetto produrre onde radio, ma le vediamo.

“E non stiamo parlando solo di un minuscolo scorcio di un’emissione radio. Ogni 22 minuti, emette un impulso di cinque minuti di energia di lunghezza d’onda, e lo fa da almeno 33 anni.

“Qualunque sia il meccanismo alla base di questo è eccezionale.”

Il Pawsey Supercomputing Research Center è stato utilizzato per archiviare e condividere i dati utilizzati per questa ricerca. Credito: Pawsey Supercomputing Research Center

In attesa del futuro

Questa scoperta ha importanti implicazioni per la nostra comprensione della fisica delle stelle di neutroni e del comportamento dei campi magnetici in ambienti estremi.

Solleva anche nuove domande sulla formazione e l’evoluzione del magnetismo e potrebbe far luce sull’origine di fenomeni misteriosi come i lampi radio veloci.

Il team di ricerca ha in programma di effettuare più osservazioni sulla magnetar per saperne di più sulle sue proprietà e sul suo comportamento.

Sperano anche di scoprire altri di questi oggetti misteriosi in futuro, per determinare se si tratta davvero di magneti con periodi molto lunghi o anche di qualcosa di più fenomenale.

Riferimento: “Long Range Radio Transient Active for Three Decades” di N. Hurley-Walker, N. Rea, SJ McSweeney, BW Meyers, E. Lenc, I. Heywood, SD Hyman, YP Men, TE Clarke, F. Coti Zelati, DC Price, C. Horváth, TJ Galvin, GE Anderson, A. cci, JS Morgan, KM Rajwade, B. Stappers e A. Williams, 1 9 luglio 2023 natura.
DOI: 10.1038/s41586-023-06202-5

Il MWA è un precursore del più grande osservatorio radioastronomico del mondo, Square Kilometer Array, che è in costruzione in Australia e Sud Africa. MWA celebra quest’anno un traguardo significativo, completando un decennio di operazioni e scoperte scientifiche internazionali.

L’International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR) è un progetto congiunto della Curtin University e dell’Università dell’Australia occidentale con il sostegno e il finanziamento del governo dello stato dell’Australia occidentale.

Riconosciamo i Wajarri Yamaji come proprietari tradizionali e titolari originali di Inyarrimanha Ilgari Bundara, il sito del CSIRO Murchison Radio Astronomy Observatory dove si trova il Murchison Widefield Array.

Il Pawsey Supercomputing Research Center di Perth, una struttura nazionale di supercalcolo finanziata da Tier 1, ha contribuito a memorizzare ed elaborare le osservazioni MWA utilizzate in questa ricerca.