Un’esplosione cosmica ha diverse interpretazioni

Due articoli, uno in pubblicazione sulla rivista “The Astrophysical Journal” e uno sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”, descrivono studi di un evento anomalo e di un oggetto catalogati come AT2018cow e quindi soprannominati “The Cow” (la mucca). Secondo un team guidato da Raffaella Margutti della Northwestern University, che ha prodotto l’articolo in pubblicazione su “The Astrophysical Journal”, potrebbe essere una supernova anomala, decine di volte più luminosa del normale che ha generato un buco nero o una stella di neutroni, mentre secondo un altro team guidato da Paul Kuin dello University College London (UCL), che ha prodotto l’articolo in pubblicazione su “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”, potrebbe essere un buco nero che ha distrutto una stella.

Il 17 giugno 2018, nella galassia nana CGCG 137-068, distante circa 200 milioni di anni luce dalla Terra, i telescopi gemello ATLAS alle Hawaii hanno rilevato l’evento estremamente luminoso catalogato come AT2018cow. La luminosità di questo oggetto transiente è risultata decine di volte maggiore di quella di una supernova e per di più ha avuto una durata molto breve, con uno spegnimento molto più rapido rispetto a una normale supernova dopo aver emesso in circa 16 giorni la maggior parte della sua energia. Materiali sono stati espulsi a una velocità di circa 30.000 km/s, circa un decimo della velocità della luce.

Le supernove attirano sempre l’interesse degli astronomi, una così straordinaria l’ha fatto ancor di più con la conseguenza che dopo pochissimi giorni molti altri telescopi stavano osservando AT2018cow aumentando giorno dopo giorno per tutta la durata dell’evento transiente e anche oltre per cercare di capire cosa fosse rimasto dopo la sua fine.

L’imagine in alto (cortesia Raffaella Margutti/Northwestern University) mostra un’osservazione del W.M. Keck Observatory alle Hawaii che mostra AT2018cow 80 giorni dopo l’esplosione iniziale. L’immagine in basso (Daniel Perley, Liverpool John Moores University) mostra varie osservazioni della galassia in cui è stato rilevato l’evento: a sinistra nella Sloan Digital Sky Survey con un cerchietto verde dove è apparso nel giugno 2018, al centro il Liverpool Telescope mostra l’evento il 20 giugno 2018 e a destra il William Herschel Telescope mostra l’evento circa un mese dopo.

Il team di Paul Kuin ha ottenuto informazioni che vanno dagli infrarossi ai raggi gamma. Il team di Raffaella Margutti ha usato informazioni da un numero maggiore di telescopi e per questo motivo attraversano lo spettro elettromagnetico dalle onde radio ai raggi gamma. Ciò ha permesso di capire almeno alcune delle sue caratteristiche ma le conclusioni sono ben diverse.

Le analisi spettroscopiche hanno permesso al team di Raffaella Margutti di scoprire le firme chimiche di idrogeno ed elio, normali in caso di una supernova con gli strati esterni della stella che vengono espulsi nello spazio ma incompatibili con la presenza di due stelle di neutroni che si sono fuse generando una kilonova. L’analisi di una serie di dati ha portato i ricercatori a concludere che AT2018cow ha lasciato una quantità di materiali circa dieci volte inferiore a una normale supernova e che i detriti hanno una disposizione asimmetrica.

Generalmente i materiali attorno a una supernova la oscurano parzialmente, invece nel caso di AT2018cow tutta le emissioni elettromagnetiche hanno potuto uscire almeno in certe aree, compresa quella puntata verso la Terra. Secondo la ricostruzione del team di Raffaella Margutti, il nucleo della stella esplosa ha cominciato a interagire con i detriti, attraendoli in un moto vorticoso. Non tutto è ancora chiaro, a cominciare dalle condizioni che hanno determinato le asimmetrie nei materiali che, invece di formare un guscio attorno al nucleo, l’hanno lasciato seminudo. Quel nucleo è collassato dopo la supernova ma dall’analisi dei dati non è ancora chiaro se si tratti di un buco nero o di una stella di neutroni di tipo magnetar.

Secondo il team di Paul Kuin si è trattato invece di un evento di distruzione mareale in cui un buco nero ha distrutto una stella. Amy Lien, del Goddard Space Flight Center della NASA, parte di quel team, ha spiegato che secondo loro quel tipo di evento ha creato quell’anomala esplosione di luce ed è quello che spiega nel modo migliore le osservazioni multifrequenza del telescopio spaziale Swift dopo che la luce ha cominciato a svanire.

Secondo questo team il buco nero ha distrutto una nana bianca, ciò che rimane dopo che una stella di massa media o piccola ha terminato la sua normale fase di vita compresso in un volume paragonabile a quello della Terra. Secondo loro, il buco nero ha una massa tra 100.000 e un milione di volte quella del Sole, vicina a quella dei buchi neri supermassicci al centro delle galassie.

Nonostante le tante osservazioni dell’evento AT2018cow, ci sono due interpretazioni ben diverse e ciò mostra quanto possa essere difficile comprendere un evento anomalo come questo. L’area continua a essere sotto osservazione per capire se vi sia un buco nero, e in quel caso per cercare di capire se sia ciò che rimane di una stella o se abbia una massa molto superiore, o una stella di neutroni, fondamentale per stabilire cosa sia avvenuto.

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