Molti milioni o miliardi di anni fa, una stella gigantesca nella costellazione del Sagittario di nome J1808 rimase senza carburante, collassò sotto il suo stesso peso ed esplose.
Blasti come questo sono comuni nel cosmo; gli scienziati sanno che fanno parte di un processo che trasforma i potenti soli in stelle di neutroni avvizzite, le stelle più piccole e più dense dell'universo. Ciò che oggi gli astronomi hanno incuriosito su J1808, tuttavia, è il fatto che lo sia ancora esplodendo e apparentemente inondando la nostra galassia con alcune delle più intense esplosioni di luce mai rilevate.
Il 20 agosto 2019, uno speciale telescopio di osservazione di stelle a neutroni a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) ha registrato un'esplosione termonucleare su J1808 che ha fatto esplodere tutte le esplosioni precedentemente rilevate. Il breve scoppio della luce a raggi X tremolò per soli 20 secondi, ma rilasciò più energia in quel momento rispetto al rilascio del sole terrestre in 10 giorni, secondo un comunicato stampa della NASA. È stato il singolo lampo di energia più luminoso mai registrato dal telescopio, che è andato online nel 2017.
"Questo scoppio è stato eccezionale", ha dichiarato in una nota Peter Bult, un astrofisico del Goddard Space Flight Center della NASA e autore principale di un recente studio sull'esplosione pubblicato su The Astrophysical Journal Letters. "Vediamo un cambiamento in due passaggi della luminosità, che riteniamo sia causato dall'espulsione di strati separati dalla superficie e da altre caratteristiche che ci aiuteranno a decodificare la fisica di questi potenti eventi."
Una collaborazione instabile
J1808 è una pulsar o una stella di neutroni che ruota estremamente velocemente ed emette potenti radiazioni elettromagnetiche da entrambi i suoi poli. Stelle come questa girano così rapidamente (J1808 completa circa 400 rotazioni al secondo) che i raggi di energia ai loro poli sembrano pulsare come luci stroboscopiche ogni volta che puntano verso la Terra.
Simile a un buco nero, la potente gravità di una stella di neutroni può attirare costantemente enormi quantità di materia circostante che si accumula in un vasto disco vorticoso sul bordo della stella (questo è chiamato "disco di accrescimento"). Secondo gli autori del nuovo studio, J1808 sembra aver trascorso molto tempo a succhiare il gas idrogeno da un misterioso oggetto celeste con cui condivide un'orbita binaria. Questo oggetto, più grande di un pianeta ma più piccolo di una stella, guadagna il titolo cosmologico poco lusinghiero "nano bruno".
La massiccia esplosione osservata il 20 agosto sembra essere il risultato di una lunga relazione unilaterale tra J1808 e il suo partner marrone, hanno scritto i ricercatori. La stella di neutroni sembra aver aspirato così tanto idrogeno dal suo vicino negli ultimi anni che il gas divenne un "mare" superpotente e superdenso che iniziò a cadere verso l'interno e ricoprire la superficie della stella. Il calore della stella ha riscaldato questo mare così tanto che ha iniziato a verificarsi una reazione nucleare, causando la fusione dei nuclei di idrogeno nei nuclei di elio. Nel corso del tempo, questo elio di recente formazione ha creato un secondo strato di gas attorno alla superficie della stella che si estendeva per diversi metri in profondità, hanno scritto i ricercatori.
"Una volta che lo strato di elio è profondo pochi metri, le condizioni consentono ai nuclei di elio di fondersi nel carbonio", ha affermato il co-autore dello studio Zaven Arzoumanian, sempre con la NASA. "Quindi l'elio esplode in modo esplosivo e libera una palla di fuoco termonucleare su tutta la superficie della pulsar."
I ricercatori ritengono che l'esplosione del 20 agosto sia avvenuta quando una tale palla di fuoco ha spazzato via sia gli strati di idrogeno che di elio che circondano la stella in rapida successione, facendo esplodere nello spazio un doppio lampo di energia a raggi X intensamente luminosa. (J1808 e il suo partner si trovano a circa 11.000 anni luce dalla Terra, che è piuttosto vicino, dal punto di vista cosmico).
Questa interpretazione dell'esplosione si adatta alle osservazioni della ISS, ma lascia fuori un dettaglio importante. Dopo i primi due picchi di energia dei raggi X, la pulsar emise una terza esplosione leggermente più fioca che era circa il 20% più luminosa del normale sfarfallio della stella. Non è chiaro quale tipo di meccanismo abbia scatenato questa esplosione finale di energia, hanno detto i ricercatori.
