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Un nuovo brillante risultato per Ixpe (Imaging X-ray Polarimetry Explorer), missione nata dalla collaborazione tra la Nasa e l’Agenzia Spaziale Italiana: il telescopio spaziale ha osservato – per la prima volta – la polarizzazione di una magnetar, dopo una fase di attivazione (outburst). I risultati di queste osservazioni sono stati illustrati in due studi pubblicati su The Astrophysical Journal Letters, di cui uno guidato da ricercatrici e ricercatori dell’Istituto Nazionale di Astrofisica e dell’Università di Padova.

La magnetar in questione è 1E 1841-045: si tratta di una stella di neutroni, situata nei resti della supernova Kes 73 a circa 28.000 anni luce dalla Terra, che ha sorpreso la comunità scientifica riattivandosi il 20 agosto 2024. Oltre a Ixpe, l’oggetto celeste è stato osservato da tutti i telescopi sensibili alle alte energie.

Una stella di neutroni è il residuo di una stella massiccia che, giunta alla fine del suo ciclo evolutivo, collassa su sé stessa, lasciando un nucleo estremamente denso, con una massa simile a quella del Sole, ma compresso in una sfera dal diametro paragonabile all’estensione di una città come Roma. Poiché le stelle di neutroni esaltano le proprietà delle loro stelle progenitrici, come la velocità di rotazione e l’intensità del campo magnetico, danno luogo ad alcuni dei fenomeni fisici più estremi dell’universo osservabile, offrendo opportunità uniche per studiare condizioni che sarebbero impossibili da replicare in un laboratorio sulla Terra.

Quando una magnetar si attiva può rilasciare fino a mille volte l’energia che emetterebbe normalmente, dando luogo a fenomeni fisici ancora più estremi. Tuttavia, i meccanismi alla base di queste fluttuazioni energetiche non sono ancora del tutto compresi. In questo contesto, la misurazione della luce polarizzata gioca un ruolo cruciale: i dati raccolti mostrano che l’emissione di raggi X da 1E 1841-045 diventa sempre più polarizzata a livelli di energia più elevati, pur mantenendo lo stesso angolo di polarizzazione. Questo significa che le diverse componenti di emissione sono legate tra loro e che quella più ad alta energia, finora la più elusiva, è fortemente influenzata dal campo magnetico.

«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 – dice Michela Rigoselli, ricercatrice dell’Inaf di Milano e prima autrice dell’articolo – Ora sarà interessante osservare 1E 1841-045 una volta tornata allo stato di quiescenza per monitorare l’evoluzione delle sue proprietà polarimetriche».

Questa osservazione evidenzia chiaramente le potenzialità della scienza delle magnetar, che può ancora essere approfondita attraverso la polarimetria ad alta energia.

Lanciata il 9 dicembre 2021 dal Kennedy Space Center della Nasa su un razzo Falcon 9, la missione Ixpe fa parte della serie Small Explorer dell’agenzia statunitense. Ixpe, missione congiunta Nasa-Asi, è interamente dedicata allo studio dell’universo attraverso la misura della polarizzazione dei raggi X. Utilizza tre telescopi installati a bordo con rivelatori finanziati dall’Asi e sviluppati da un team di scienziati dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, con il supporto industriale di Ohb-Italia.

In alto: elaborazione artistica di una magnetar (Crediti: Esa)