Uno studio sull'evoluzione dei campi magnetici all'interno delle stelle di neutroni mostra che le instabilità possono creare punti caldi magnetici intensi che sopravvivono per milioni di anni, anche dopo che il campo magnetico complessivo della stella è decaduto in modo significativo. I risultati saranno presentati dal dottor Konstantinos Gourgouliatos dell'Università di Durham alla Settimana europea di astronomia e scienze spaziali (EWASS) a Liverpool mercoledì, 4 aprile.

Quando una stella massiccia consuma il suo combustibile nucleare e collassa sotto la sua stessa gravità in un'esplosione di supernova, può risultare in una stella di neutroni. Questi oggetti molto densi hanno un raggio di circa 10 chilometri e tuttavia sono 1,5 volte più massicci del Sole. Hanno campi magnetici molto forti e sono rotatori rapidi, con alcune stelle di neutroni che ruotano più di 100 volte al secondo attorno al loro asse. Le stelle di neutroni sono tipicamente modellate con un campo magnetico che ha un polo magnetico nord e sud, come quelli della Terra. Però, un semplice modello "dipolo" non spiega gli aspetti sconcertanti delle stelle di neutroni, ad esempio perché alcune parti della loro superficie sono molto più calde della loro temperatura media.

Gourgouliatos e Rainer Hollerbach, dell'Università di Leeds, ha utilizzato il supercomputer ARC dell'Università di Leeds per eseguire simulazioni numeriche per capire come si formano strutture complesse man mano che il campo magnetico evolve all'interno di una stella di neutroni.

Gourgouliatos spiega:"Una stella di neutroni appena nata non ruota in modo uniforme - varie parti di essa ruotano con velocità diverse. Questo avvolge e allunga il campo magnetico all'interno della stella in un modo che assomiglia a un gomitolo di lana. Attraverso le simulazioni al computer, abbiamo scoperto che un campo magnetico altamente avvolto è instabile. Genera spontaneamente nodi, che emergono dalla superficie della stella di neutroni e formano macchie in cui il campo magnetico è molto più forte del campo su larga scala. Questi punti magnetici producono forti correnti elettriche, che alla fine rilasciano calore, allo stesso modo si produce calore quando una corrente elettrica scorre in un resistore."

Le simulazioni mostrano che è possibile generare un punto magnetico con un raggio di pochi chilometri e un'intensità del campo magnetico superiore a 10 miliardi di Tesla. La macchia può durare diversi milioni di anni, anche se il campo magnetico totale della stella di neutroni è decaduto.

Lo studio potrebbe avere ampie implicazioni per la nostra comprensione delle stelle di neutroni. Anche le stelle di neutroni con campi magnetici complessivi più deboli potrebbero comunque formare punti caldi magnetici molto intensi. Questo potrebbe spiegare lo strano comportamento di alcune magnetar, ad esempio l'esotico SGR 0418+5729, che ha una velocità di rotazione insolitamente bassa e un campo magnetico su larga scala relativamente debole, ma erutta sporadicamente con radiazioni ad alta energia.