Quando le stelle raggiungono la fine della loro sequenza principale, subiscono un collasso gravitazionale, espellendo i loro strati più esterni in un'esplosione di supernova. Ciò che rimane dopo è un denso, nucleo rotante costituito principalmente da neutroni (alias una stella di neutroni), di cui solo 3000 sono noti nella Via Lattea. Un sottoinsieme ancora più raro di stelle di neutroni sono le magnetar, solo due dozzine delle quali sono conosciute nella nostra galassia.

Queste stelle sono particolarmente misteriose, avere campi magnetici estremamente potenti che sono quasi abbastanza potenti da farli a pezzi. E grazie a un nuovo studio di un team di astronomi internazionali, sembra che il mistero di queste stelle si sia solo approfondito ulteriormente. Utilizzando i dati di una serie di osservatori radio e a raggi X, il team ha osservato un magnetar l'anno scorso che era rimasto inattivo per circa tre anni, e ora si comporta in modo un po' diverso.

Lo studio, intitolato "Revival of the Magnetar PSR J1622–4950:Osservazioni con MeerKAT, Parkes, XMM-Newton, veloce, Chandra, e NuSTAR, " recentemente apparso in Giornale Astrofisico . Il team è stato guidato dal Dr. Fernando Camilo, Chief Scientist presso il South African Radio Astronomy Observatory (SARAO), e comprendeva oltre 200 membri provenienti da più università e istituti di ricerca di tutto il mondo.

Le magnetar sono così chiamate perché i loro campi magnetici sono fino a 1000 volte più forti di quelli delle normali stelle di neutroni pulsanti (dette anche pulsar). L'energia associata a questi campi è così potente che quasi fa a pezzi la stella, rendendoli instabili e mostrando una grande variabilità in termini di proprietà fisiche ed emissioni elettromagnetiche.

Mentre è noto che tutte le magnetar emettono raggi X, solo quattro sono stati conosciuti per emettere onde radio. Uno di questi è PSR J1622-4950 - un magnetar situato a circa 30, 000 anni luce dalla Terra. A partire dall'inizio del 2015, questo magnetar era in uno stato dormiente. Ma come indicato dal team nel loro studio, gli astronomi che utilizzano il CSIRO Parkes Radio Telescope in Australia hanno notato che stava diventando di nuovo attivo il 26 aprile, 2017.

Al tempo, la magnetar emetteva impulsi radio luminosi ogni quattro secondi. Alcuni giorni dopo, Parkes è stato chiuso come parte di una routine di manutenzione pianificata di un mese. Più o meno nello stesso momento, Il radiotelescopio sudafricano MeerKAT ha iniziato a monitorare la stella, nonostante il fatto che fosse ancora in costruzione e solo 16 delle sue 64 antenne radio erano disponibili. Il Dr. Fernando Camilo descrive la scoperta in un recente comunicato stampa di SKA South Africa:

"[L]e osservazioni MeerKAT si sono rivelate fondamentali per dare un senso ai pochi fotoni a raggi X che abbiamo catturato con i telescopi orbitanti della NASA:per la prima volta sono stati rilevati impulsi di raggi X da questa stella, ogni 4 secondi. Mettere insieme, le osservazioni riportate oggi ci aiutano a sviluppare un quadro migliore del comportamento della materia in condizioni fisiche incredibilmente estreme, completamente diverso da qualsiasi cosa possa essere sperimentata sulla Terra."

Dopo che le osservazioni iniziali sono state fatte dagli osservatori Parkes e MeerKAT, le osservazioni di follow-up sono state condotte utilizzando l'osservatorio spaziale a raggi X XMM-Newton, Missione Rapida Gamma-Ray Burst, l'Osservatorio a raggi X Chandra, e il Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR). Con queste osservazioni combinate, il team ha notato alcune cose molto interessanti su questa magnetar.

Per uno, hanno determinato che la densità del flusso radio di PSR J1622-4950, mentre variabile, era circa 100 volte maggiore di quanto non fosse durante il suo stato dormiente. Inoltre, il flusso di raggi X era almeno 800 volte maggiore un mese dopo la riattivazione, ma ha cominciato a decadere esponenzialmente nel corso di un periodo di 92-130 giorni. Però, le osservazioni radio hanno notato qualcosa nel comportamento della magnetar che era abbastanza inaspettato.

Mentre la geometria complessiva dedotta dalle emissioni radio della PSR J1622-4950 era coerente con quanto era stato determinato diversi anni prima, le loro osservazioni indicavano che le emissioni radio provenivano ora da una posizione diversa nella magnetosfera. Ciò indica soprattutto come le emissioni radio delle magnetar potrebbero differire dalle normali pulsar.

Questa scoperta ha anche convalidato l'Osservatorio MeerKAT come strumento di ricerca di livello mondiale. Questo osservatorio fa parte dello Square Kilometer Array (SKA), il progetto multi-radiotelescopio che sta costruendo il più grande radiotelescopio del mondo in Australia, Nuova Zelanda, e Sud Africa. Per la sua parte, MeerKAT utilizza 64 antenne radio per raccogliere immagini radio dell'Universo per aiutare gli astronomi a capire come le galassie si sono evolute nel tempo.

Dato l'enorme volume di dati raccolti da questi telescopi, MeerKAT si affida sia a una tecnologia all'avanguardia che a un team di operatori altamente qualificato. Come indicato da Abbott, "abbiamo un team dei più brillanti ingegneri e scienziati in Sud Africa e nel mondo che lavorano al progetto, perché i problemi che dobbiamo risolvere sono estremamente impegnativi, e attrarre i migliori".

Professor Phil Diamond, il Direttore Generale dell'Organizzazione SKA che guida lo sviluppo della Square Kilometer Array, è stato anche colpito dal contributo del team MeerKAT. Come ha dichiarato in un comunicato stampa SKA:

"Complimenti ai miei colleghi in Sud Africa per questo eccezionale risultato. Costruire tali telescopi è estremamente difficile, e questa pubblicazione mostra che MeerKAT si sta preparando per il business. As one of the SKA precursor telescopes, this bodes well for the SKA. MeerKAT will eventually be integrated into Phase 1 of SKA-mid telescope bringing the total dishes at our disposal to 197, creating the most powerful radio telescope on the planet."

When the SKA goes online, it will be one of the most powerful ground-based telescopes in the world and roughly 50 times more sensitive than any other radio instrument. Along with other next-generation ground-based and space-telescopes, the things it will reveal about our Universe and how it evolved over time are expected to be truly groundbreaking.