Uno studio sui residui delle emissioni della fusione tra stelle di neutroni

I residui dell'evento GW170817 nel quadratino (Immagine cortesia Wen-fai Fong/Northwestern University)
I residui dell’evento GW170817 nel quadratino (Immagine cortesia Wen-fai Fong/Northwestern University)

Un articolo accettato per la pubblicazione sulla rivista “The Astrophysical Journal Letters” riporta i risultati della ricerca degli ultimi residui della fusione tra due stelle di neutroni individuata ormai due anni fa e catalogata come GW170817. Essa ha fatto storia perché si tratta del primo evento di quel tipo identificato ed è stato osservato sia alle onde gravitazionali che alle onde elettromagnetiche. Un team di ricercatori guidato da Wen-fai Fong della Northwestern University ha usato il telescopio spaziale Hubble per rilevare le radiazioni residue ormai molto fioche dopo mesi di forti emissioni.

Quando la collaborazione LIGO rilevò le onde gravitazionali nell’evento del 17 agosto 2017 catalogato come GW170817, molti telescopi in giro per il mondo andarono a cercarne la fonte per osservarla alle onde elettromagnetiche raccogliendo un’enorme quantità di dati. La fusione di due stelle di neutroni aveva generato un’enorme quantità di emissioni a lunghezze d’onda molto diverse e una kilonova in cui si sono formati vari nuovi elementi tra cui l’oro. Dopo un centinaio di giorni, il bagliore della kilonova era ormai svanito ma c’era ancora qualcosa da studiare come i residui delle azioni di un getto che viaggiava a velocità vicine a quella della luce che colpiva l’ambiente circostante.

Wen-fai Fong, assistente professoressa di fisica e astronomia della Northwestern University e membro del CIERA (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics), ha guidato il team che ha cercato i residui finali di quella fusione di stelle di neutroni. A partire dal dicembre 2017, il telescopio spaziale Hubble ha rilevato quei residui alla luce visibile per poi rivisitare la stessa area altre dieci volte nel corso di un anno e mezzo. Alla fine del marzo 2019, i ricercatori hanno catturato l’immagine finale e l’osservazione a maggiore profondità ottenuta finora. 584 giorni dopo la fusione la luce visibile emanata era svanita.

Per poter esaminare i residui della fusione di stelle di neutroni, i ricercatori hanno dovuto eliminare letteralmente pixel dopo pixel la luce delle altre fonti dalle immagini usando l’ultima come riferimento. Si è trattato di un lavoro complesso dato che quell’evento è avvenuto all’interno di una galassia, una struttura complessa con molte fonti luminose.

Un risultato interessante di questa ricerca è che quella fusione non è avvenuta all’interno di un ammasso globulare bensì in un’area isolata. Studi passati suggerivano che le coppie di stelle potessero fondersi nel denso ambiente di un ammasso globulare ma almeno in questo caso non è così. I residui dell’evento GW170817 possono fornire informazioni anche sul lampo gamma associato alla fusione e sulle sue caratteristiche. Ora quell’evento è stato studiato con notevole completezza raccogliendo informazioni che verranno studiate per molto tempo ancora e costituiranno una base per studi di altri eventi del genere.

La collaborazione LIGO, ora assieme al rilevatore di onde gravitazionali VIRGO, stanno rilevando nuove fusioni, soprattutto di buchi neri, ma è solo questione di tempo prima che vengano scoperte altre fusioni tra stelle di neutroni.

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