Come gli antropologi che mettono insieme l'albero genealogico umano, gli astronomi hanno scoperto che uno "scheletro" disadattato di una stella può collegare due diversi tipi di resti stellari. L'oggetto misterioso, chiamato PSR J1119-6127, è stato sorpreso a comportarsi come due oggetti distinti, una radio pulsar e una magnetar, e potrebbe essere importante per comprendere la loro evoluzione.

Una pulsar radio è il tipo di una stella di neutroni, il residuo estremamente denso di una stella esplosa, che emette onde radio in impulsi prevedibili a causa della sua rapida rotazione. Magnetar, al contrario, sono agitatori di plebaglia:hanno violenti, esplosioni ad alta energia di raggi X e raggi gamma, ei loro campi magnetici sono i più forti conosciuti nell'universo.

"Questa stella di neutroni indossa due cappelli diversi, " disse Walid Majid, astrofisico del Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, California. "A volte è una pulsar. A volte è una magnetar. Questo oggetto può dirci qualcosa sul meccanismo sottostante delle pulsar in generale".

Dagli anni '70, gli scienziati hanno trattato pulsar e magnetar come due distinte popolazioni di oggetti. Ma nell'ultimo decennio, sono emerse prove che queste potrebbero essere fasi nell'evoluzione di un singolo oggetto. Il nuovo studio di Majid, combinato con altre osservazioni dell'oggetto, suggerisce che J1119 potrebbe trovarsi in uno stato di transizione mai visto prima tra radio pulsar e magnetar. Lo studio è stato pubblicato nel numero del 1 gennaio di Lettere per riviste astrofisiche , ed è stato presentato questa settimana al meeting dell'American Astronomical Society a Grapevine, Texas.

"Questo è l'ultimo anello mancante nella catena che collega pulsar e magnetar, " ha detto Victoria Kaspi, astrofisico alla McGill University di Montreal, Canada. "Sembra che ci sia una transizione graduale tra questi due tipi di comportamento delle stelle di neutroni".

Quando questo misterioso oggetto fu scoperto nel 2000, sembrava essere una pulsar radio. Era per lo più tranquillo e prevedibile fino a luglio 2016, quando gli osservatori spaziali Fermi e Swift della NASA hanno osservato due lampi di raggi X e 10 ulteriori lampi di luce a energie inferiori provenienti dall'oggetto, come riportato in uno studio nel Lettere per riviste astrofisiche guidato da Ersin Gogus. Un ulteriore studio del 2016 nella stessa rivista, guidato da Robert Archibald, guardò anche i due lampi di raggi X, incorporando osservazioni dal telescopio NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) della NASA. Questo studio ha anche suggerito che la pulsar si stesse comportando in modo ribelle, come una magnetar.

Quando sono avvenuti gli sfoghi, Kaspi ha inviato un'e-mail con entusiasmo all'astrofisico Tom Prince al JPL/Caltech di Pasadena, dirgli che questo sarebbe un buon oggetto da studiare dall'emisfero australe. Principe, Majid e colleghi hanno utilizzato il radiotelescopio di 70 metri della NASA Deep Space Network a Canberra, Australia, il piatto più grande dell'emisfero australe, per vedere cosa stava succedendo.

"Pensiamo che queste esplosioni di raggi X siano avvenute perché l'enorme campo magnetico dell'oggetto si è distorto mentre l'oggetto ruotava, " ha detto Majid.

Lo stress di un campo magnetico tortuoso è così grande che provoca la rottura della crosta esterna della stella di neutroni, analoga alle placche tettoniche sulla Terra che causano terremoti. Ciò provoca un brusco cambiamento nella rotazione, chiamato "glitch, " che è stato misurato da NuSTAR.

Le stelle di neutroni sono così dense che un cucchiaino pesa quanto una montagna. La crosta della stella, circa 0,6 miglia (1 chilometro) di spessore, con maggiore pressione e densità a maggiori profondità, è un reticolo ricco di neutroni. Si pensa che questa particolare stella di neutroni abbia uno dei campi magnetici più forti tra la popolazione di pulsar conosciute:qualche trilione di volte più forte del campo magnetico del sole.

Due settimane dopo l'esplosione dei raggi X, Majid e colleghi hanno tracciato le emissioni dell'oggetto a frequenze radio, che hanno un'energia molto più bassa dei raggi X. Le emissioni radio hanno avuto forti aumenti e diminuzioni di intensità, permettendo agli scienziati di quantificare come si è evoluta l'emissione. I ricercatori hanno utilizzato uno strumento, che chiamano informalmente una "macchina pulsar, " che è stato recentemente installato presso la stessa parabola DSN in Australia.

"Entro 10 giorni, qualcosa è completamente cambiato nella pulsar, " Ha detto Majid. " Aveva ricominciato a comportarsi come una normale radio pulsar ".

La domanda rimane:quale è venuto prima, la pulsar o la magnetar? Alcuni scienziati sostengono che oggetti come J1119 iniziano come magnetar e smettono gradualmente di emettere raggi X e gamma nel tempo. Ma altri propongono la teoria opposta:che la radio pulsar venga prima e, col tempo, il suo campo magnetico emerge dalle macerie della supernova, e poi iniziano le esplosioni simili a magnetar. Ma, proprio come i bambini diventano adulti e non viceversa, esiste probabilmente un unico percorso da seguire per questi oggetti.

Per aiutare a risolvere questo mistero, tanto quanto gli antropologi studiano i resti degli antenati umani nelle diverse fasi della storia evolutiva, gli astronomi vogliono trovare più oggetti "collegamento mancante" come J1119. Questo particolare oggetto è stato probabilmente formato in seguito a una supernova 1, 600 anni fa. Il monitoraggio di oggetti simili può far luce sul fatto che questo fenomeno sia specifico di J1119, o se questo comportamento è comune in questa classe di oggetti.

Gli astronomi continuano a monitorare anche J1119. Majid e colleghi hanno osservato a dicembre un marcato schiarimento delle emissioni a lunghezze d'onda radio, in uno schema coerente con altre magnetar.

"Le nostre recenti osservazioni mostrano che questo oggetto contiene un po' del 'DNA astrofisico' di due diverse famiglie di stelle di neutroni, " ha detto Prince. "Non vediamo l'ora di trovare altri esempi di questo tipo di oggetto di transizione".