IXPE svela i segreti delle magnetar attive: osservata per la prima volta la polarizzazione dei Raggi X

(Adnkronos) – Nel campo dell'astrofisica delle alte energie, una nuova e significativa scoperta è stata annunciata: per la prima volta, la missione Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), frutto della collaborazione tra la NASA e l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI), ha osservato la polarizzazione dei raggi X emessi da una magnetar durante una fase di attivazione, nota come outburst. Questa osservazione, pubblicata su The Astrophysical Journal Letters in due studi distinti (uno guidato da ricercatori italiani dell'Istituto Nazionale di Astrofisica – INAF e dell'Università degli Studi di Padova, l'altro da team statunitensi), fornisce indizi senza precedenti sulla natura del campo magnetico di queste stelle e sui meccanismi che governano la produzione di radiazione ad alta energia nelle pulsar altamente magnetizzate. La protagonista di questa scoperta è la magnetar 1E 1841-045, una stella di neutroni situata all'interno dei resti della supernova Kes 73, a circa 28.000 anni luce dalla Terra. La comunità scientifica è stata sorpresa dalla sua riattivazione, avvenuta il 20 agosto 2024. Questo evento ha permesso a diversi telescopi sensibili alle alte energie, incluso IXPE, di puntare i loro strumenti verso l'oggetto celeste. IXPE, in particolare, ha colto l'opportunità di osservare la radiazione X polarizzata di una magnetar in uno stato di attività, un'impresa mai compiuta prima. La luce polarizzata si distingue dalla luce "normale" per il fatto che le sue onde elettromagnetiche oscillano su un piano preferenziale, anziché in modo disordinato. La misurazione della polarizzazione, sia in termini di grado che di direzione, offre informazioni cruciali sull'origine della luce e sull'ambiente cosmico che ha attraversato nel suo viaggio verso la Terra. 
Una stella di neutroni rappresenta il denso residuo di una stella massiccia che ha completato il suo ciclo evolutivo, collassando su se stessa. Il risultato è un nucleo estremamente compatto, con una massa paragonabile a quella del Sole, ma compressa in una sfera dal diametro di una città come Roma. Poiché le stelle di neutroni ereditano e amplificano le proprietà delle loro stelle progenitrici, come la velocità di rotazione e l'intensità del campo magnetico, esse danno origine ad alcuni dei fenomeni fisici più estremi dell'universo osservabile, offrendo opportunità uniche per studiare condizioni impossibili da replicare in laboratorio. Di seguito il video della NASA  
Le magnetar, in particolare, sono stelle di neutroni caratterizzate da campi magnetici di intensità eccezionale, rendendole tra gli oggetti più affascinanti ed enigmatici. Quando una di queste stelle si attiva, può rilasciare un'energia fino a mille volte superiore a quella normalmente emessa, generando fenomeni fisici ancora più estremi. Tuttavia, i meccanismi sottostanti a queste fluttuazioni energetiche non sono ancora del tutto compresi. In questo contesto, la misurazione della luce polarizzata assume un ruolo cruciale. I dati raccolti da IXPE hanno rivelato che l'emissione di raggi X da 1E 1841-045 diventa progressivamente più polarizzata a livelli di energia più elevati, mantenendo al contempo lo stesso angolo di polarizzazione. Questo indica che le diverse componenti dell'emissione sono intrinsecamente legate e che quella a più alta energia, finora la più elusiva, è fortemente influenzata dal campo magnetico. 
Michela Rigoselli, ricercatrice dell'INAF di Milano e prima autrice dell'articolo, ha commentato: "È la prima volta che riusciamo a osservare la polarizzazione di una magnetar in stato di attività e questo ci ha permesso di vincolare i meccanismi e la geometria di emissione che si celano dietro a questi stati attivi. Ora sarà interessante osservare 1E 1841-045 una volta tornata allo stato di quiescenza per monitorare l'evoluzione delle sue proprietà polarimetriche." Questa osservazione sottolinea in modo evidente le immense potenzialità della scienza delle magnetar, che può essere ulteriormente approfondita e compresa attraverso l'applicazione della polarimetria ad alta energia. La missione IXPE, lanciata il 9 dicembre 2021 dal Kennedy Space Center della NASA, fa parte della serie Small Explorer della NASA ed è interamente dedicata allo studio dell'universo attraverso la misura della polarizzazione dei raggi X. A bordo, tre telescopi sono equipaggiati con rivelatori finanziati dall'ASI e sviluppati da un team di scienziati dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e dell'INAF, con il supporto industriale di Ohb-Italia, confermando l'eccellenza della collaborazione scientifica internazionale in questo campo.   —tecnologiawebinfo@adnkronos.com (Web Info)