La fusione di due stelle di neutroni rilevata nel 2017 ha probabilmente generato un buco nero

GW170817 visto da XMM-Newton (Immagine ESA/XMM-Newton; P. D'Avanzo (INAF–Osservatorio Astronomico di Brera))
GW170817 visto da XMM-Newton (Immagine ESA/XMM-Newton; P. D’Avanzo (INAF–Osservatorio Astronomico di Brera))

Due articoli, uno pubblicato sulla rivista “Astronomy and Astrophysics” e uno su “The Astrophysical Journal Letter”, descrivono due ricerche sulle conseguenze della fusione tra due stelle di neutroni rilevata l’anno scorso alle onde elettromagnetiche e gravitazionali. Il telescopio spaziale XMM-Newton dell’ESA è stato usato per monitorare l’evoluzione delle emissioni di raggi X. L’osservatorio per i raggi X Chandra della NASA è stato usato in modo simile e un team di ricercatori ha concluso che quella fusione abbia generato un buco nero.

L’evento indicato con la sigla GW170817 aveva provocato un’esplosione chiamata kilonova, un concetto che era stato teorico per molto tempo. C’era ancora molto da imparare sulle varie fasi di quell’evento, con la fusione di due stelle di neutroni, la kilonova e il lampo gamma indicato con la sigla GRB 170817A ma anche sulle sue conseguenze. Le osservazioni e lo studio dei dati raccolti da strumenti molto diversi che hanno permesso di coprire lo spettro elettromagnetico e le onde gravitazionali continuano a essere analizzati in nuove ricerche.

Un team di ricercatori guidato da Paolo D’Avanzo dell’INAF, autore dell’articolo pubblicato su “Astronomy and Astrophysics”, ha osservato la diminuzione del flusso di raggi X associato all’evento GW170817. Si tratta di un momento importante prché le emissioni di raggi X e onde radio erano continuate per alcuni mesi addirittura crescendo di intensità, un fatto sorprendente anche perché le emissioni a frequenze ottiche e infrarosse erano diminuite come ci si aspettava.

Il 29 dicembre 2017 gli astronomi hanno notato quella diminuzione di raggi X e onde radio grazie al telescopio spaziale XMM-Newton, confermata nelle settimane successive grazie ad altre osservazioni indipendenti in quelle bande dello spettro elettromagnetico. Il monitoraggio continua per permettere di aggiungere altri dati che pian piano stanno formando un grande quadro cosmico sull’evoluzione dell’evento GW170817.

Riguardo alle conseguenze di quella fusione, David Pooley (Trinity University, San Antonio, Texas), Pawan Kumar (University of Texas at Austin), J. Craig Wheeler (University of Texas) e Bruce Grossan (University of California, Berkeley), autori dell’articolo pubblicato su “The Astrophysical Journal Letter”, ritengono che il risultato sia un buco nero.

I ricercatori hanno analizzato i dati raccolto con l’osservatorio per i raggi X Chandra dopo l’evento GW170817. L’immagine in basso (NASA/CXC/Trinity University/D. Pooley et al. Illustration: NASA/CXC/M.Weiss) mostra un concetto artistico della fusione e osservazioni di Chandra nell’agosto/settembre 2017 e nel dicembre 2017.

Se la fusione delle due stelle di neutroni ne avesse generata una più massiccia, essa avrebbe dovuto ruotare rapidamente e generare un forte campo magnetico. A sua volta, ciò avrebbe creato una bolla di particelle molto cariche in espansione che avrebbe generato forti emissioni di raggi X. Chandra ha invece rilevato livelli di raggi X molto inferiori indicando che il risultato della fusione è stato un buco nero.

I ricercatori hanno anche preso in considerazione le osservazioni effettuate con il Very Large Array (VLA), le quali suggeriscono che le emissioni di raggi X siano dovute solo all’onda d’urto causata dalla fusione delle due stelle di neutroni. Non ci sono tracce di emissioni di raggi X dovute a una nuova stella di neutroni e le emissioni di radiazioni successive alla fusione sono probabilmente state generate da un buco nero.

È possibile che altre ricerche forniranno altre conclusioni importanti riguardo all’evento GW170817 e alle sue conseguenze. La sua rilevazione è stata la prima mai ottenuta in una straordinaria collaborazione tra agenzie spaziali ed enti scientifici di tutto il mondo. Le osservazioni continuano e aiuteranno a sviluppare l’astronomia delle onde gravitazionali per scoprire nuovi segreti del cosmo.

GW170817
GW170817

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