Il 27 dicembre 2004 la Terra fu investita dal più intenso lampo di raggi gamma mai registrato da quando esiste l’astrofisica delle alte energie. La fonte di questo brillamento gigante, che accecò per un istante tutti i satelliti dedicati alla ricerca di raggi gamma, fu una stella di neutroni1 dall’immenso campo magnetico, una cosiddetta magnetar chiamata SGR 1806-20, situata a poco meno di $30\,000$ anni luce2 dalla Terra (una distanza tuttora incerta). Quel lampo, però, non fu soltanto intenso. Nella sua coda gli astronomi credettero di cogliere le vibrazioni della stella, nei mesi successivi videro espandersi nello spazio una nube di materia espulsa dalla magnetar e, vent’anni dopo, in un segnale rimasto a lungo inspiegato negli archivi, si riconobbe la possibile firma di elementi pesanti appena formati.
Il testo che segue ricostruisce in dettaglio la storia scientifica legata all’evento del 2004, dalle prime ricerche di sorgenti gamma negli anni ‘60 del secolo scorso fino alle ultime scoperte, pubblicate nel 2026. Tutti i termini tecnici sono spiegati in apposite note, affinché chiunque possa farsi un’idea di cosa accadde su quella lontana stella di neutroni qualche decina di migliaia di anni fa, nei limiti di ciò che i dati in nostro possesso e le ipotesi teoriche che ne sono scaturite ci permettono di capire.
Indice dei capitoli
- Cercatori di raggi gamma
- La scoperta delle soft gamma repeater (SGR)
- Il lampo gigante del 27 dicembre 2004
- L'evento ricostruito pezzo per pezzo
- La lunga e difficile ricerca della distanza di SGR 1806-20
- Anatomia di una magnetar
- Che cosa innescò il brillamento del 2004? Le teorie sul cedimento della magnetar
- La "palla di fuoco" intrappolata
- La stella che risuona: la nascita dell'astrosismologia delle magnetar
- Le osservazioni della magnetar dopo il grande brillamento
- Il colpo di scena finale: la trasmutazione della materia
- Epilogo: che cosa abbiamo imparato, le domande aperte
Quando una stella di grande massa esaurisce il combustibile nucleare, il suo nucleo collassa sotto il proprio peso e gli strati esterni vengono espulsi nell’esplosione di una supernova. Durante il collasso, l’enorme densità costringe gli elettroni a combinarsi con i protoni e la materia del nucleo diventa così composta in gran parte da neutroni. Il risultato è un oggetto compatto che concentra in una sfera di una decina di chilometri di raggio una massa maggiore di quella del Sole (il valore canonico è $1{,}4$ masse solari; le ricerche più recenti indicano una forbice compresa all’incirca tra $1{,}2$ e poco più di $2$ masse solari). La densità all’interno di questa sfera supercompressa, minuscola rispetto alle tipiche grandezze stellari, è talmente elevata da essere paragonabile a quella di un nucleo atomico. Le stelle di neutroni ruotano in genere molto rapidamente e possiedono campi magnetici intensissimi. ↩︎
Un anno luce è la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un anno e corrisponde esattamente a $9\,460\,730\,472\,580{,}800\,\text{km}$, cioè poco meno di $9\,500$ miliardi di $\text{km}$. Per avere un senso di quanti siano $9\,500$ miliardi di $\text{km}$, bisogna pensare che la distanza media di Nettuno dal Sole, il pianeta più esterno del Sistema Solare, è di “appena” $4{,}5$ miliardi di $\text{km}$. Se SGR 1806-20 si trova a circa $30\,000$ anni luce di distanza, significa che il lampo gamma che accecò tutti i rivelatori satellitari in orbita intorno alla Terra nel 2004 aveva percorso qualcosa come $285$ milioni di miliardi di $\text{km}$ prima di arrivare qui. È una distanza pressoché inimmaginabile per la scala delle cose umane e ci dà una misura della potenza che deve aver avuto l’emissione di energia iniziale della magnetar. ↩︎