Un articolo accettato per la pubblicazione sulla rivista “The Astrophysical Journal Letter” riporta uno studio basato sulle emissioni di raggi X provenienti dalla kilonova generata dalla fusione di due stelle di neutroni nell’evento rilevato alle onde gravitazionali il 17 agosto 2017 e catalogato come GW170817. Un team di ricercatori ha usato osservazioni condotte con l’Osservatorio per i raggi X Chandra della NASA negli anni successivi alla prima rilevazione per monitorare l’evoluzione dei resti della kilonova. Finora si tratta dell’unica kilonova identificata con certezza ed è stata rilevata sia alle onde elettromagnetiche che alle onde gravitazionali ma ancora non vi è la certezza di cosa sia stato prodotto dall’evento GW170817. Le emissioni di raggi X potrebbero indicare che è nato un buco nero ma potrebbe trattarsi di emissioni che costituiscono una sorta di bagliore residuo della kilonova.
L’evento GW170817 è uno di quelli che stanno segnando l’astronomia negli ultimi anni ma non è ancora chiaro quanto grande sarà la sua influenza. Ciò perché è stata raccolta una tale mole di dati nel periodo che ha seguito immediatamente la kilonova che ci vorrà molto tempo per esaminarli in modo completo. Le conseguenze di quell’evento continuano a essere osservate perché le emissioni di raggi X sono continuate, anche se in modo non costante.
L’Osservatorio per i raggi X Chandra della NASA è tra gli strumenti usati per monitorare le emissioni dei raggi X provenienti dall’area della kilonova, nella galassia NGC 4993. I livelli dei raggi X sono diminuiti tra il marzo 2020 e la fine del 2020 e a quel punto quella diminuzione si è interrotta lasciando i livelli costanti. Rafella Marguitti dell’Università della California a Berkeley, tra gli autori di questo studio, ha spiegato che il fatto che i livelli di raggi X abbiano smesso di diminuire costituiscono la prova migliore che vi sia qualcosa oltre al getto di materiali emesso dalla kilonova a generarli. Individuare la nuova fonte aiuterebbe a capire i processi in atto e cosa è stato generato dalla fusione di due stelle di neutroni.
I raggi X oggi emessi in modo costante potrebbero essere generati dall’onda d’urto creata in seguito alla collisione dei detriti della fusione tra stelle di neutroni e il gas circostante. Quella collisione potrebbe essere tanto violenta da generare emissioni elettromagnetiche tanto intense da arrivare fino alla banda dei raggi X. Si tratta di un fenomeno che è stato paragonato al boom sonico generato da un aeroplano che supera la velocità del suono.
Una spiegazione alternativa è che i raggi X siano emessi dai materiali che cadono verso un buco nero generato dalla fusione tra le due stelle di neutroni. Prima di essere inghiottiti, quei materiali verrebbero accelerati e scaldati al punto da generare emissioni elettromagnetiche nela banda dei raggi X.
L’immagine (dati ai raggi X NASA, CXC and Northwestern Univ./A. Hajela; illustrazione NASA/CXC/M. Weiss) mostra una rappresentazione artistica in cui la fusione di due stelle di neutroni forma un buco nero nascosto nell’area brillante al centro dell’immagine. I getti di particelle in blu potrebbero essere generati dal buco nero e potrebbero essere le fonti di raggi X. Potrebbero essere prodotti dall’onda d’urto dei materiali attorno al buco nero o da materiali che cadono nel buco nero, indicato con sfumature giallastre nell’area attorno a quella centrale.
Secondo i ricercatori, ci vorrà ancora del tempo per stabilire quale delle due spiegazioni per l’origine dei raggi X rilevati dall’Osservatorio per i raggi X Chandra è quella corretta. Ciò perché le emissioni elettromagnetiche cambieranno in modo diverso a seconda della loro origine. Se si tratta del bagliore residuo della kilonova, la grossa differenza sarà rilevabile nella banda radio, nella quale le emissioni aumenteranno nel corso del tempo. Se l’origine è in un buco nero, le emissioni radio cesseranno mentre le emissioni di raggi X dipenderanno dai materiali attorno all’area centrale perciò potrebbero rimanere stabili o diminuire rapidamente.
Molti ricercatori stanno studiando l’evento GW170817 e le sue conseguenze sotto vari punti di vista. Le conseguenze di quella fusione di stelle di neutroni sono ancora da capire bene, a cominciare dalla natura dell’oggetto prodotto. È il primo evento di questo tipo identificato con certezza perciò lo studio dell’evoluzione dei resti continuerà per molti anni.
