Magnetismo Mistico: Uno Sguardo Approfondito ai Sistemi Stellari Massicci

Attraverso l’uso di dati spettropolarimetrici, i ricercatori hanno scoperto che i campi magnetici sono più diffusi nei sistemi stellari che hanno stelle blu massicce di quanto si pensasse in precedenza. Questa scoperta ha migliorato la nostra comprensione del ruolo di queste stelle nell’universo e della loro evoluzione e morte esplosiva.

Uno studio recente ha dimostrato che i campi magnetici sono comuni nei grandi sistemi di stelle blu, sfidando le credenze precedenti e fornendo nuove informazioni sull’evoluzione e sulla natura esplosiva di queste stelle massicce.

Gli astronomi dell'Osservatorio Europeo Australe (ESO), dell'Istituto Leibniz di Astrofisica Potsdam (AIP) e del Kavli Institute e Dipartimento di Fisica del MIT hanno scoperto che i campi magnetici sono molto più comuni nei sistemi multistellari che hanno almeno una stella calda gigante. stella blu di quanto gli scienziati pensassero in precedenza. Questa scoperta ha fatto avanzare significativamente la nostra comprensione del ruolo di queste stelle come progenitori delle esplosioni di supernova.

Le stelle blu, o di tipo O, sono le stelle più massicce dell'universo, con una massa superiore a 18 volte quella del sole. Quattro delle 90 stelle più luminose visibili dalla Terra sono di tipo O e, nonostante la loro rarità, hanno un impatto significativo sulla struttura delle galassie a causa dei processi fisici che guidano e della loro capacità di arricchire chimicamente lo spazio interstellare. Queste stelle si trovano tipicamente in aree con formazione stellare attiva, come i bracci di una galassia a spirale o in galassie in collisione o fusione.

Poiché le stelle massicce terminano la loro evoluzione in modo esplosivo come supernova, lasciando dietro di sé un resto compatto come una stella di neutroni o un buco nero, sono di particolare interesse per gli studi magnetici.

I sistemi binari, o sistemi di due stelle legate insieme dalla gravità che orbitano l'una attorno all'altra, possono diventare un oggetto binario compatto se entrambe le stelle sono di tipo O. Queste stelle possono terminare la loro vita come stelle di neutroni o buchi neri dopo essere esplose come supernova, e tali sistemi binari possono risultare in una coppia di stelle di neutroni, una stella di neutroni e un buco nero, o due buchi neri. Le orbite di questi oggetti si degradano a causa dell'emissione di onde gravitazionali, che possono essere rilevate.

La magnetosfera, un'area attorno a un oggetto astronomico in cui le particelle cariche sono influenzate dal campo magnetico dell'oggetto, è formata da linee bianche che rappresentano le linee del campo magnetico. La luminosità del colore denota una maggiore distribuzione della densità del gas. Questi campi magnetici possono causare l’esplosione concentrata di stelle massicce, il che è importante per comprendere i lampi di raggi gamma di lunga durata, i lampi di raggi X e altre caratteristiche delle supernove.

Sebbene esista da tempo una spiegazione teorica per l'influenza dei campi magnetici sulle supernovae o sui lampi di raggi gamma, è stato segnalato che solo undici stelle di tipo O hanno campi magnetici. La maggior parte di queste stelle erano singolari o facevano parte di ampie binarie. Poiché oltre il 90% delle stelle di tipo O fanno parte di sistemi multistellari, la scarsità dei campi magnetici rilevati nelle stelle massicce era sconcertante.

Per risolvere questa discrepanza, gli autori hanno effettuato un'indagine magnetica utilizzando osservazioni spettropolarimetriche di sistemi stellari con almeno una componente di tipo O. La spettropolarimetria misura la polarizzazione della luce, fornendo informazioni sul campo magnetico di una stella. I dati utilizzati sono stati raccolti dallo spettropolarimetro HARPS installato presso il telescopio ESO da 3,6 m a La Silla/Cile, e ESPaDOnS presso il telescopio Canada-Francia-Hawaii sul Mauna Kea. È stata sviluppata una procedura speciale per misurare il campo magnetico dai dati.

“Con nostra sorpresa, i risultati hanno mostrato un tasso di occorrenza del magnetismo molto elevato in questi sistemi multipli. 22 dei 36 sistemi studiati hanno sicuramente rilevato campi magnetici, mentre solo tre sistemi non hanno mostrato alcun segno di campo magnetico”, spiega la dott.ssa Silva Järvinen della sezione Fisica stellare ed esopianeti dell’AIP.

“Il gran numero di sistemi con componenti magnetici presenta un mistero, ma probabilmente indica che il fatto che queste stelle siano cresciute in sistemi binari gioca un ruolo determinante nella generazione di campi magnetici nelle stelle massicce attraverso l’interazione tra i componenti del sistema, come il trasferimento di massa tra due stelle, o anche un evento di fusione di due stelle. Questo lavoro è anche la prima conferma osservativa dello scenario teorico precedentemente suggerito su come il campo magnetico di una stella influenza la sua morte, lasciandola esplodere più velocemente e con più energia”, continua la dott.ssa Swetlana Hubrig.