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  • Sintesi della ricerca: “Asterosismologia Rivela Intensi Campi Magnetici Interni in Stelle Giganti Rosse”

    É stato dimostrato per la prima volta che é possibile determinare la presenza di intensi campi magnetici nelle regioni interne di stelle evolute. Questo puó essere fatto grazie all’asterosismologia, una disciplina simile alla sismologia ma applicata ai corpi celesti. L’asterosismologia sfrutta la presenza di onde che si propagano attraverso oggetti astronomici come le stelle, per determinarne le proprietá interne. Questo é analogo a un’ecografia, in cui si usano onde sonore per ottenere immagini di parti altrimenti invisibili del corpo umano.

    Le regioni esterne delle giganti rosse, stelle piú anziane del sole e con un raggio maggiore, sono caratterizzate da movimenti convettivi turbolenti che causano onde sonore. Questo é simile al rumore prodotto dall’acqua che bolle in una pentola. Queste onde si propagano all’interno della stella e a loro volta generano un altro tipo di onde (le onde di gravitá, da non confondersi con le onde gravitazionali). La forza responsabile per il moto oscillatorio delle onde di gravitá é la stessa responsabile per il galleggiamento dei corpi nell’acqua. Infatti le onde del mare sono un tipo particolare di onde di gravitá. In pratica quello che succede é che le onde sonore si propagano negli stati esterni della stella, che ’suona’ come un gigantesco strumento musicale. Nelle giganti rosse l’energia associata con queste onde sonore riesce a far oscillare anche gli strati piú profondi della stella, appunto sotto forma di onde di gravitá che si propagano fin nel nucleo stellare. Questa specie di interferenza tra i due tipi di onde richiede che un pó dell’energia presente nei moti oscillatori acustici che caratterizzano gli strati esterni, venga trasferita ai moti oscillatori che avvengono nel nucle della stella sotto forma di onde di gravitá.

    Se peró nel nucleo sono presenti dei campi magnetici, la situazione puó cambiare. Questo avviene se i campi magnetici sono abbastanza intensi da alterare la propagazione delle onde di gravitá. Il campo magnetico in questo caso puó essere immaginato come un grosso elastico che intrappola il gas stellare. Un’onda di gravitá, come un’onda del mare, prova a creare uno spostamento del fluido (in questo caso il gas) a cui peró si oppone la tensione dell’elastico. In questa situazione la propagazione delle onde viene alterata fino a indurre una specie di intrappolamento. Questo effetto é stato battezzato “Effetto serra magnetico”. Quando le onde di gravitá sono intrappolate dal campo magnetico, l’energia che avevano ottenuto a scapito delle oscillazioni acustiche degli strati esterni viene formalmente persa. Qusto si ripercuote in una diminuzione dell’ampiezza delle oscillazioni visibile alla superficie della stella.

    Questa diminuzione dell’ampiezza delle oscillazioni é stata in effetti osservata dal telescopio spaziale Kepler in un gruppo di giganti rosse. Kepler é in grado di misurare variazioni piccolissime della luminositá di una stella (una parte in un milione). Perció é possibile porre dei limiti o addirittura misurare il campo magnetico interno per alcune di queste stelle. Il risultato é sensazionale: Alcune di queste stelle posseggono campi magnetici intensissimi nei loro nuclei, milioni di volte piú intensi del campo associato a un tipico magnete da frigorifero. Questo rappresenta un importantissimo passo avanti nella comprensione delle stelle, poiché questi campi magnetici hanno un ruolo fondamentale per l’evoluzione stellare e le proprietá degli stadi finali della vita di una stella. Per esempio alcune delle esplosioni piú luminose nell’universo (i lampi di raggi gamma) potrebbero essere associate con la morte di stelle con massa 10 o piú volte maggiore del sole, che hanno mantenuto un forte campo magnetico nel loro nucleo.

    Rappresentazione artistica di una stella gigante rossa con un forte campo magnetico interno (non in scala). Onde sonore si propagano negli strati esterni della stella, mentre le onde di gravitá attraversano il nucleo stellare, dove vengono alterate dalla presenza del campo magnetico. Rafael A. García (CEA), Jim Fuller (Caltech), Gabriel Pérez (SMM, IAC), Kyle C. Augustson (HAO) et NASA AIA/SDO.