Un Fascio di Luce dalla Fusione di Due Stelle di Neutroni

04 Lug 2018 Un Fascio di Luce dalla Fusione di Due Stelle di Neutroni

Un team di astronomi guidato da ricercatori dell’University of Warwick ha osservato per la prima volta in banda ottica l’emissione di getto di materiale derivante dalla storica fusione di stelle di neutroni che ha prodotto insieme onde gravitazionali e radiazione elettromagnetica, dando inizio all’astronomia multimessaggero. Lo studio è stato pubblicato su Nature Astronomy.

Attorno al nuovo oggetto compatto creato dalla fusione si forma un disco di materiale, la cui ricaduta verso l’oggetto stesso scatena violente eruzioni, convogliate in due fasci luminosi, chiamati getti. Il team ha atteso oltre 100 giorni perché lo spettacolo riemergesse dal bagliore del Sole. Infatti i resti del violento scontro trascorsero vari mesi nascosti dal Sole e non potevano essere osservati in luce visibile. Il getto espluso in seguito alla fusione stellare viaggia ancora 110 giorni dopo la prima osservazione dell’evento cataclismico. L’evento oggetto dello studio, GW170817, è avvenuto a 130 milioni di anni luce di distanza nella galassia NGC 4993 e ha prodotto onde gravitazionali rilevate dagli interferometri LIGO e Virgo nell’Agosto 2017, per poi essere osservato da molteplici telescopi in tutto lo spettro elettromagnetico, dai raggi gamma alle onde radio.

Dopo poche settimane dalla fusione, GW170817 è rimasto nascosto alla visione nell’ottico fino a che è riemerso 100 giorni dopo l’evento iniziale. A quel punto, il team ha potuto utilizzare il telescopio Hubble per vedere se l’evento stesse ancora generando un potente fascio luminoso che, sebbene decentrato rispetto alla Terra, stava forse cominciando ad espandersi nella nostra direzione.

“Fin dall’inizio, abbiamo osservato luce visibile alimentata dal decadimento radioattivo di elementi pesanti, oltre un centinaio di giorni più tardi, ma ora vediamo un getto di materiale, espulso ad una certa angolazione rispetto a noi, con velocità prossime a quella della luce. Le evidenze osservative sono piuttosto diverse da quanto suggerito da alcuni scienziati, cioè che il materiale espulso potrebbe non viaggiare in un getto collimato, ma in tutte le direzioni”, spiega Joe Lyman, primo autore dello studio.

“Se osservassimo proprio in direzione del fascio, vedremmo un lampo di raggi gamma davvero potente. Questo significa che probabilmente ogni evento di fusione di stelle di neutroni crea un lampo di raggi gamma, ma ne vediamo solo una piccola parte perché il getto spesso non è ben allineato verso di noi. Le onde gravitazionali sono una strada del tutto nuova per scoprire questo tipo di eventi, che potrebbero essere ben più comuni di quanto pensiamo”, aggiunge Andrew Levan, uno degli autori dello studio.

Questo tipo di eventi cataclismici potrebbero rivelare la struttura dei getti energetici, in viaggio a velocità prossime a quella della luce. “Il comportamento della luce emessa da questi getti, come aumenta o cala in luminosità, può essere utilizzato per determinare la velocità del materiale nel getto stesso. Quando il bagliore residuo aumenta, osserviamo più in profondità nella struttura del getto e analizziamo le componenti piu veloci. Questo ci aiuterà a comprendere come si formino questi getti di materiale e come vengano accelerati a queste velocità fenomenali”, conclude Gavin Lamb, tra gli autori dello studio.

Nell’immagine impressione artistica dei getti di materiale derivanti dalla fusione di due stelle di neutroni
Credit: Mark Garlick/University of Warwick

https://phys.org/news/2018-07-neutron-star-merger-emerge-sun.html

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