In un nuovo studio condotto dal Caltech, ricercatori del campus e del Jet Propulsion Laboratory (JPL) hanno analizzato gli impulsi di onde radio provenienti da una magnetar, una macchina rotante, denso, stella morta con un forte campo magnetico, che si trova vicino al buco nero supermassiccio nel cuore della galassia della Via Lattea. La nuova ricerca fornisce indizi che le magnetar come questa, giacere in prossimità di un buco nero, potrebbe forse essere collegato alla fonte di "lampi radio veloci, " o FRB. Gli FRB sono esplosioni ad alta energia che hanno origine oltre la nostra galassia ma la cui natura esatta è sconosciuta.

"Le nostre osservazioni mostrano che una radio magnetar può emettere impulsi con molte delle stesse caratteristiche di quelli visti in alcuni FRB, " dice lo studente laureato Caltech Aaron Pearlman, che ha presentato oggi i risultati al 233° meeting dell'American Astronomical Society a Seattle. "Altri astronomi hanno anche proposto che le magnetar vicino ai buchi neri potrebbero essere dietro gli FRB, ma sono necessarie ulteriori ricerche per confermare questi sospetti".

Il gruppo di ricerca è stato guidato da Walid Majid, un visiting associate al Caltech e ricercatore principale al JPL, che è gestito da Caltech per la NASA, e Tom Prince, l'Ira S. Bowen Professore di Fisica al Caltech. Il team ha esaminato la magnetar denominata PSR J1745-2900, situato nel centro galattico della Via Lattea, utilizzando la più grande antenna radiofonica della Deep Space Network della NASA in Australia. PSR J1745-2900 è stato inizialmente individuato dal telescopio a raggi X Swift della NASA, e in seguito determinato a essere una magnetar dal Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) della NASA, nel 2013.

"PSR J1745-2900 è un oggetto straordinario. È un'affascinante magnetar, ma è stato anche usato come sonda delle condizioni vicino al buco nero supermassiccio della Via Lattea, "dice Fiona Harrison, il Benjamin M. Rosen Professor of Physics al Caltech e il principale investigatore di NuSTAR. "È interessante che ci possa essere una connessione tra PSR J1745-2900 e gli enigmatici FRB".

Le magnetar sono un raro sottotipo di un gruppo di oggetti chiamati pulsar; pulsar, a sua volta, appartengono a una classe di stelle morte rotanti note come stelle di neutroni. Si pensa che le magnetar siano giovani pulsar che ruotano più lentamente delle normali pulsar e hanno campi magnetici molto più forti, il che suggerisce che forse tutte le pulsar attraversano una fase simile alla magnetar durante la loro vita.

La magnetar PSR J1745-2900 è la pulsar conosciuta più vicina al buco nero supermassiccio al centro della galassia, separati da una distanza di soli 0,3 anni luce, ed è l'unica pulsar nota per essere legata gravitazionalmente al buco nero e all'ambiente circostante.

Oltre a scoprire somiglianze tra la magnetar del centro galattico e gli FRB, i ricercatori hanno anche raccolto nuovi dettagli sugli impulsi radio della magnetar. Utilizzando una delle antenne radio più grandi della Deep Space Network, gli scienziati sono stati in grado di analizzare i singoli impulsi emessi dalla stella ogni volta che ruotava, un'impresa molto rara negli studi radiofonici sulle pulsar. Hanno scoperto che alcuni impulsi erano allungati, o ampliato, di una quantità maggiore di quanto previsto rispetto alle misurazioni precedenti del comportamento medio dell'impulso della magnetar. Inoltre, questo comportamento variava da impulso a impulso.

"Stiamo assistendo a questi cambiamenti nei singoli componenti di ciascun impulso su una scala temporale molto rapida. Questo comportamento è molto insolito per una magnetar, " dice Pearlman. I componenti radio, lui nota, sono separati in media di soli 30 millisecondi.

Una teoria per spiegare la variabilità del segnale coinvolge gruppi di plasma che si muovono ad alta velocità vicino alla magnetar. Altri scienziati hanno proposto che tali grumi potrebbero esistere ma, nel nuovo studio, i ricercatori propongono che il movimento di questi grumi possa essere una possibile causa della variabilità del segnale osservata. Un'altra teoria propone che la variabilità sia intrinseca alla magnetar stessa.

"Comprendere questa variabilità del segnale aiuterà negli studi futuri sia delle magnetar che delle pulsar al centro della nostra galassia, "dice Pearlman.

Nel futuro, Pearlman e i suoi colleghi sperano di utilizzare la parabola radio Deep Space Network per risolvere un altro eccezionale mistero sulle pulsar:perché ci sono così poche pulsar vicino al centro galattico? Il loro obiettivo è trovare una pulsar non magnetica vicino al buco nero del centro galattico.

"Trovare una pulsar stabile in una chiusura, L'orbita gravitazionale con il buco nero supermassiccio al centro galattico potrebbe rivelarsi il Santo Graal per testare le teorie della gravità, " dice Pearlman. "Se ne troviamo uno, possiamo fare ogni sorta di nuovo, test senza precedenti della teoria della relatività generale di Albert Einstein."

Il nuovo studio, intitolato "Morfologia del polso del Centro Galattico Magnetar PSR J1745-2900, " è apparso il 20 ottobre, 2018, problema di Il Giornale Astrofisico .