Una fusione tra due stelle di neutroni osservata sia alle onde elettromagnetiche che gravitazionali

La galassia NGC 4993 vista da vari telescopi dell'ESO (Immagine VLT/VIMOS. VLT/MUSE, MPG/ESO 2.2-metre telescope/GROND, VISTA/VIRCAM, VST/OmegaCAM)
La galassia NGC 4993 vista da vari telescopi dell’ESO (Immagine VLT/VIMOS. VLT/MUSE, MPG/ESO 2.2-metre telescope/GROND, VISTA/VIRCAM, VST/OmegaCAM)

Ieri ESO e collaborazione LIGO/VIRGO hanno tenuto una conferenza stampa per presentare i risultati di una complessa ricerca che ha portato alla scoperta della fusione di due stelle di neutroni osservata sia nell’emissione di onde elettromagnetiche che di onde gravitazionali. Questi risultati sono stati raccolti in una serie di articoli che sono stati pubblicati o verranno pubblicati sulle riviste “Nature”, “Nature Astronomy”, “Astrophysical Journal Letters” e “Physical Review Letters”.

L’evento al centro di questa ricerca, chiamato GW170817, è stato rilevato il 17 agosto 2017 in vari modi da una serie di strumenti molto diversi. I due rilevatori LIGO erano già stati al centro dei precedenti risultati nella ricerca sulle onde gravitazionali a partire dall’annuncio del febbraio 2016. In agosto era stato attivato anche il rilevatore VIRGO in Italia, vicino a Pisa, con il risultato che tutti hanno captato l’arrivo di onde gravitazionali e lavorando assieme hanno potuto localizzarne l’origine.

La grande differenza rispetto alle precedenti rilevazioni di onde gravitazionali è che in questo caso i telescopi spaziali Fermi della NASA e Integral dell’ESA hanno rilevato quasi contemporaneamente un lampo gamma di breve durata. Di conseguenza, l’ESO ha puntato vari telescopi come Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA), VLT Survey Telescope (VST), Rapid Eye Mount (REM), quest’ultimo operato dal team italiano dell’INAF, e altri ancora verso l’area di cielo da cui provenivano i segnali elettromagnetici e gravitazionali.

Nei giorni successivi, l’ESO ha coinvolto altri telescopi ancora come Very Large Telescope (VLT), New Technology Telescope (NTT), VST e anche il radiotelescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Anche il radiotelescopio MeerKAT, un precursore del radiotelescopio di prossima generazione SKA, è stato puntato verso quell’area di cielo nei giorni successivi alla rilevazione.

Alla fine, l’origine dell’evento GW170817 è stata individuata nella galassia NGC 4993, a circa 130 milioni di anni luce dalla Terra. I precedenti eventi rilevati alle onde gravitazionali erano molto probabilmente coppie di buchi neri che si erano fusi ma in questo caso l’origine era ben diversa. Esaminando tutti i dati raccolti in varie frequenze elettromagnetiche che sono stati aggiunti a quelli che hanno fatto scattare la ricerca, gli scienziati coinvolti hanno concluso che la sorgente è stata una coppia di stelle di neutroni che si sono fuse in una kilonova.

Le fusioni di buchi neri hanno generato segnali gravitazionali durati pochissimi secondi, l’evento GW170817 ha generato un segnale ben diverso, durato circa un minuto. C’erano state alcune contestazioni alle interpretazioni del primo segnale gravitazionale rilevato da LIGO anche a causa della sua breve durata, in questo caso sembra difficile sostenere che un segnale lungo come quello dell’evento GW170817 possa lasciare dubbi sulla sua natura.

La kilonova era un concetto teorico di cui questa è la prima osservazione, uno dei motivi per cui si tratta di una grande scoperta. Le conseguenze di quel tipo di evento sono la generazione di elementi pesanti che vengono espulsi nello spazio. Ciò significa che questo tipo di ricerca può farci capire davvero dove siano nati elementi come l’oro.

La kilonova ha generato anche elementi radioattivi che hanno lasciato tracce nello spettro elettromagnetico. Anch’esse sono tra quelle rilevate da vari telescopi nel corso delle osservazioni che sono continuate per molti giorni per seguire le conseguenze di quell’evento catastrofico.

Nei casi di fusioni di buchi neri, le rilevazioni gravitazionali avevano costituito l’unica fonte di dati. Una nuova branca dell’astronomia era stata aperta ma sembrava separata da quelle già esistenti. In questo caso invece ci sono state anche osservazioni nello spettro elettromagnetico in una ricerca che ha integrato vecchia e nuova astronomia.

La collaborazione LIGO/VIRGO ha lavorato a questa ricerca assieme ad altre agenzie e istituzioni di tutto il mondo. Si tratta di un ulteriore motivo per cui si tratta di uno studio davvero straordinario che dimostra come una collaborazione internazionale sia possibile e possa dare magnifici risultati.

Concetto artistico di fusione tra due stelle di neutroni (Immagine University of Warwick/Mark Garlick)
Concetto artistico di fusione tra due stelle di neutroni (Immagine University of Warwick/Mark Garlick)

Questo video del caltech mostra i vari segnali gravitazionali rilevati.

2 Comments


  1. Sebbene ne capisca poco più di niente, rimango esterefatto, inerme e meravigliato da questi avvenimenti che coinvolgono la parte più remota di noi e della nostra esistenza.

    Grazie per averlo condiviso

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    1. Sono eventi davvero straordinari e riuscire a rilevarli dopo oltre cento milioni di anni è fantastico. Per me è un piacere riportare queste conquiste.

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