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    Modellazione della variazione di temperatura su stelle lontane

    Le regioni più fredde (blu) e più calde (gialle) su una magnetar. I dati di origine provengono da magnetar: 4U 0142+61, 1E 1547.0-5408, XTE J1810–197, SGR 1900 + 14. Credito:Università di Leeds

    Una nuova ricerca sta aiutando a spiegare una delle grandi domande che ha perplesso gli astrofisici negli ultimi 30 anni:cosa causa il cambiamento di luminosità delle stelle lontane chiamate magnetar.

    Le magnetar si sono formate da esplosioni stellari o supernovae e hanno campi magnetici estremamente forti, stimato in circa 100 milioni, milioni di volte più grande del campo magnetico trovato sulla terra.

    Il campo magnetico su ogni magnetar genera calore intenso e raggi X. È così forte da influenzare le proprietà fisiche della materia, in particolare il modo in cui il calore viene condotto attraverso la crosta della stella e attraverso la sua superficie, creando le variazioni di luminosità che hanno sconcertato astrofisici e astronomi.

    Un team di scienziati, guidato dal Dr. Andrei Igoshev dell'Università di Leeds, ha sviluppato un modello matematico che simula il modo in cui il campo magnetico interrompe la comprensione convenzionale del calore distribuito uniformemente, il che si traduce in regioni più calde e più fredde dove potrebbe esserci un differenza di temperatura di un milione di gradi Celsius.

    Quelle regioni più calde e più fredde emettono raggi X di diversa intensità ed è quella variazione nell'intensità dei raggi X che viene osservata come cambiamento di luminosità dai telescopi spaziali.

    I risultati - "Forti campi magnetici toroidali richiesti dall'emissione di raggi X quiescenti delle magnetar" - sono stati pubblicati oggi sulla rivista Astronomia della natura . La ricerca è stata finanziata dal Science and Technology Facilities Council (STFC).

    Dottor Igoshev, dalla School of Mathematics di Leeds, ha dichiarato:"Vediamo questo modello costante di regioni calde e fredde. Il nostro modello, basato sulla fisica dei campi magnetici e sulla fisica del calore, prevede le dimensioni, posizione e la temperatura di queste regioni, e così facendo, aiuta a spiegare i dati acquisiti dai telescopi satellitari per diversi decenni e che ha lasciato gli astronomi a grattarsi la testa sul motivo per cui la luminosità delle magnetar sembrava variare. La nostra ricerca ha coinvolto la formulazione di equazioni matematiche che descrivono come si comporterebbe la fisica dei campi magnetici e la distribuzione del calore nelle condizioni estreme che esistono su queste stelle. Formulare queste equazioni ha richiesto tempo, ma è stato semplice. La grande sfida è stata scrivere il codice del computer per risolvere le equazioni:ci sono voluti più di tre anni".

    Una volta scritto il codice, ci è voluto poi un super computer per risolvere le equazioni, permettendo agli scienziati di sviluppare il loro modello predittivo.

    Il team ha utilizzato le strutture di supercalcolo DiRAC finanziate dall'STFC presso l'Università di Leicester.

    Il dottor Igoshev ha detto che una volta che il modello è stato sviluppato, le sue previsioni sono state testate rispetto ai dati raccolti dagli osservatori spaziali. Il modello era corretto in dieci casi su 19.

    Le magnetar studiate nell'ambito dell'indagine si trovano nella Via Lattea e in genere distanti 15mila anni luce.


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