Soprannominata "iperburst", una gigantesca esplosione sembra essersi verificata in profondità all'interno di una stella di neutroni (il nucleo ultra-denso e compatto di una stella morta) dopo centinaia o forse migliaia di anni di accumulo di calore e pressione. Quando l'esplosione si è finalmente accesa nel 2011, ha rilasciato tanta energia in circa tre minuti quanto il sole rilascia in 800 anni, ha detto a Live Science il co-autore dello studio Jeroen Homan, ricercatore presso Eureka Scientific a Oakland, in California.
"Per qualsiasi tipo di esplosione termonucleare, sono necessarie temperature molto elevate e pressioni molto elevate", ha affermato Homan. "Per un iperburst, i requisiti di temperatura e pressione sono così alti che pensiamo che possa verificarsi solo in una particolare fonte una volta ogni 1.000 anni".
Se confermata, questa iperburst sarebbe la singola esplosione più potente mai rilevata in una stella di neutroni e forse l'esplosione più rara rilevata ovunque. Nel 2011, una stella di neutroni chiamata MAXI J0556-332 (situata a circa 140.000 anni luce dalla Terra nell'alone della Via Lattea) ha eruttato con un potente bagliore di energia visibile solo ai telescopi a raggi X.
Esplosioni di raggi X come queste sono relativamente comuni nelle stelle di neutroni che fanno parte di un sistema stellare binario, cioè che condividono un centro di gravità comune con un'altra stella vicina. Le esplosioni si verificano quando la potente gravità di una stella di neutroni attira grandi globi di gas dalla sua stella compagna, causando l'esplosione del gas all'impatto con la superficie della stella di neutroni. L'esplosione riscalda brevemente la stella di neutroni, che gli astronomi possono osservare attraverso la galassia con telescopi a raggi X; più materiale cade sulla stella, più luminosa appare la stella in seguito.
I ricercatori avevano appena iniziato a osservare MAXI J0556-332 nel 2011 quando hanno visto l'esplosione dei raggi X accendersi. Tuttavia, qualcosa in questa fiammata risultava diversa. "Durante la prima settimana dopo la fine dello sfogo, abbiamo notato che questa stella era incredibilmente calda", ha spiegato Homan. "Circa il doppio del calore di qualsiasi altra stella che avevamo osservato prima".
Questo calore estremo era semplicemente il risultato di un sacco di materia che sbatteva sulla superficie della stella di neutroni contemporaneamente? Dopo 10 anni di osservazione della stella di neutroni, il team ha concluso che non era così. Durante quel decennio di osservazioni, la stella di neutroni eruttò altre tre grandi esplosioni di raggi X ma nessuna di esse lasciò la stella così calda come l'esplosione del 2011. Qualche altro meccanismo doveva essere in gioco.
Nel loro nuovo studio, che è stato pubblicato il 9 febbraio sul server di prestampa arXiv e deve ancora essere sottoposto a peer-review, i ricercatori calcolano come una gigantesca esplosione termonucleare all'interno della stella di neutroni avrebbe potuto provocare il riscaldamento estremo osservato nel 2011. L'esplosione si sarebbe accumulata per centinaia o forse più di mille anni quando globi di materia dalla stella partner caddero sulla superficie della stella di neutroni ogni pochi anni o giù di lì, aumentando costantemente il calore e la pressione all'interno della stella, hanno scritto gli autori.
Nella maggior parte delle stelle, le alte pressioni fanno sì che gli atomi di idrogeno si fondano insieme in elio, innescando reazioni nucleari che rilasciano straordinarie quantità di energia. Alcune grandi stelle possono fondere elementi più pesanti, come il carbonio, per creare esplosioni nucleari ancora più potenti. Ma per riscaldare MAXI J0556-332 al grado osservato nel 2011, l'esplosione avrebbe dovuto essere di una magnitudo mai vista prima.
"Pensiamo di aver scoperto un'esplosione termonucleare che si è verificata in profondità nella stella di neutroni come risultato della fusione nucleare di probabilmente ossigeno o neon", ha dichiarato Homan. "Questa sarebbe la prima osservazione di un iperburst".
Osservarne una seconda potrebbe essere quasi impossibile in questa vita. Dato che nessun'altra stella di neutroni è mai stata osservata riscaldarsi fino al grado di MAXI J0556-332 del 2011, gli astronomi sospettano che l'iperburst possa essere un fenomeno estremamente raro che è possibile solo in circostanze estremamente specifiche.
Quali sono queste circostanze? Questo è ciò che i ricercatori sperano di scoprire. La ricerca futura si concentrerà sulla misteriosa stella compagna di MAXI J0556-332, per vedere se c'è qualche proprietà speciale su di essa o il modo in cui alimenta la materia per MAXI J0556-332 che rende questo sistema stellare più incline alle iperburst. I ricercatori hanno vinto la lotteria cosmica con la loro osservazione del 2011, ha affermato Homan. Ora è il momento di sfruttare questa fortunata osservazione.