Per la prima volta nella storia, gli scienziati hanno visto nascere un magnetar

Immagina questo scenario.

A circa un miliardo di anni luce dalla Terra, una stella massiccia ha appena concluso il suo ciclo vitale. Il suo nucleo di ferro è collassato, e adesso sta ruotando a una velocità pazzesca — oltre mille volte al secondo — senza però trasformarsi in un buco nero. Quello che ha generato è qualcosa di straordinario: un magnetar.

E per la prima volta nella storia, gli scienziati sono riusciti a osservarlo accadere.

Sarò onesto: trovo questa cosa assolutamente incredibile. Sapevamo che i magnetar esistevano da decenni, ma nessuno li aveva mai visti formarsi. È un po' come sapere che gli elefanti esistono ma non aver mai assistito alla nascita di un cucciolo. Ecco, il nostro zoo cosmico appena si è arricchito di un nuovo, misterioso abitante.

Ma cosa diavolo è un magnetar?

Ti spiego in parole semplici. Un magnetar è fondamentalmente una stella di neutroni — il nucleo collassato di una stella massiccia morta — ma versione extrema. Sono oggetti grandi circa 16 chilometri, eppure così densissimi che un cucchiaino di materiale di un magnetar peserebbe quanto una montagna.

La caratteristica più impressionante, però, è il loro campo magnetico. Stiamo parlando di un campo da 100 a 1000 volte più forte di quello di un normale pulsar. Se uno di questi passasse vicino alla Terra a metà strada dalla Luna, manderebbe in tilt ogni singolo dispositivo tecnologico del pianeta. Tutti. Senza eccezioni. Niente stress, eh?

E ruotano velocemente. Molto velocemente. Come in oltre mille rotazioni al secondo. Quando combini questa rotazione rapidissima con un campo magnetico impossibilmente forte, ottieni particelle cariche che vengono scagliate verso l'esterno a velocità enormi.

Il mistero che ha fatto impazzire gli scienziati

Ed è qui che la situazione si fa interessante. Per circa vent'anni, gli astronomi hanno continuato a osservare qualcosa di strano nello spazio: supernove super-luminose, chiamate "supernove superluminose", che brillavano 10 volte di più delle supernove normali e rimanevano luminose molto più a lungo del previsto.

Gli scienziati erano perplessi. Come potevano queste esplosioni restare così luminose così a lungo dopo il bagliore iniziale? La fisica standard semplicemente non quadrava.

Nel 2010, un fisico di nome Dan Kasen propose un'idea brillante: e se all'interno di queste esplosioni si nascondesse un magnetar appena nato? Il suo campo magnetico in rotazione continuerebbe a pompare energia nei detriti, mantenendo sostanzialmente l'esplosione "accesa" come una miccia a combustione lenta.

Era una teoria bellissima. L'unico problema? Nessuno poteva dimostrarla. Era come avere la ricetta per la torta perfetta ma non vedere mai nessuno cucinarla.

Entra in scena SN 2024afiv

Nel dicembre 2024, gli astronomi hanno individuato qualcosa di nuovo: una supernova a circa un miliardo di anni luce di distanza. L'osservatorio Las Cumbres — che in realtà è una rete di 27 telescopi sparsi per il mondo — l'ha tenuta d'occhio per più di 200 giorni.

Il dottorando Joseph Farah stava studiando questa esplosione (tra poco diventerà Dr. Farah, tra l'altro, un tempismo niente male) quando ha notato qualcosa di curioso. Dopo che la supernova ha raggiunto il picco di luminosità, circa 50 giorni dopo l'esplosione, non si è affievolita in modo graduale. Continuava invece a tremolare e pulsare secondo uno schema molto specifico.

Ecco la parte interessante: l'intervallo tra queste fluttuazioni continuava ad accorciarsi, creando quattro "picchi" distinti nel pattern luminoso. Farah lo ha paragonato al crescere del tono del richiamo di un uccello — ed è praticamente così che gli scienziati hanno iniziato a chiamarlo: il "chirp" (il cinguettio).

Ora, le supernove super-luminose precedenti avevano mostrato uno o due picchi del genere prima d'ora, ma quattro? Questo era senza precedenti.

Il ritorno di Einstein

Ed è qui che le cose si fanno davvero emozionanti. Quando Farah e il suo team hanno modellizzato quello che stava accadendo, si sono resi conto che la teoria della relatività generale di Einstein aveva predetto qualcosa chiamato "precessione di Lense-Thirring."

Lo so, lo so — sembra roba da film di fantascienza. Ma resta con me.

Immagine di avere una trottola che gira. Mentre gira, oscilla leggermente a causa della forza di gravità terrestre. Ora immagina che la trottola sia un magnetar, e che l'oscillazione avvenga nel tessuto stesso dello spazio-tempo. Perché il magnetar ruota così incredibilmente veloce, trascina letteralmente lo spazio-tempo con sé, come un ballerino che gira su una pedana girevole.

Quindi quando il materiale dell'esplosione cade di nuovo verso il magnetar, forma un disco inclinato. A causa della relatività di Einstein, quel disco inclinato oscilla come un matto. Ed è quell'oscillazione che noi vediamo come il "chirp" nella luce della supernova.

Non è solo la prova che un magnetar si è formato. È la dimostrazione che la relatività generale funziona in ambienti estremi che non avevamo mai testato prima.

Perché è importante

So che potrebbe sembrare "solo" scienziati che festeggiano altra scienza, ma ascoltami bene. Questa è una notizia grossa per diverse ragioni.

Prima di tutto, conferma che gli oggetti magnetici più potenti dell'universo possono formarsi dalle esplosioni stellari. Avevamo la teoria da quasi vent'anni, e adesso abbiamo una prova osservativa concreta.

In secondo luogo, valida che le predizioni di Einstein sulla relatività generale si estendono anche agli ambienti più estremi dell'universo. L'uomo l'ha elaborata nel 1915, e noi continuiamo a trovare nuovi modi per confermare che aveva ragione.

Terzo — ed è questa la parte che mi fa venire i brividi — stiamo diventando sempre più bravi a osservare l'universo che cambia in tempo reale. Fino a qualche decennio fa, potevamo solo scattare fotografie statiche degli eventi cosmici. Adesso stiamo letteralmente guardando le esplosioni stellari evolversi nel corso di mesi e scorgendo dettagli che non avremmo mai immaginato.

Alex Filippenko dell'UC Berkeley, che studia le supernove da decenni ed è uno dei ricercatori di questo progetto, ha detto qualcosa di calzante: "Quello che non era mai stato dimostrato era che un magnetar si fosse effettivamente formato nel mezzo della supernova, ed è esattamente quello che mostra il lavoro di Joseph."

Dan Kasen, l'astrofisico teorico il cui paper del 2010 ha essenzialmente predetto tutto questo, l'ha descritto in modo quasi poetico: "Il cinguettio in questo segnale di supernova è come il motore che scosta il sipario e rivela che è davvero lì."

Il punto della situazione

Stiamo vivendo un momento incredibile per l'astronomia. Non stiamo più solo catalogando quello che c'è là fuori — stiamo osservando gli eventi più drammatici dell'universo che si svolgono e comprendendo davvero la fisica che li governa.

Quindi la prossima volta che qualcuno ti dice che la scienza è solo noiosa manipolazione di numeri, raccontagli del monitor cosmico per bebè che ha appena catturato la nascita di un magnetar a un miliardo di anni luce di distanza. E raccontagli che Einstein ci ha azzeccato un'altra volta.

A volte l'universo è semplicemente più figo di quello che potremmo mai inventarci.