16 Ott 2018 Scoperta un’Altra Fusione di Stelle di Neutroni
Il 16 Ottobre 2017 è stata annunciata l’entusiasmante scoperta della rilevazione di onde gravitazionali dalla sorgente, GW170817, derivanti dalla fusione di due stelle di neutroni. Lo storico evento ha aperto la strada all’astronomia multimessaggero, una nuova realtà che trae informazioni sia da onde gravitazionali che da radiazione elettromagnetica. Ora un team di astronomi ha identificato una nuova sorgente che presenta impressionanti somiglianze con GW170817.
L’oggetto, chiamato GRB 150101B, è stato scoperto inizialmente nel Gennaio 2015 come lampo di raggi gamma (gamma ray burst, GRB) dal satellite Fermi della NASA. Successive rilevazioni con l’Osservatorio a raggi X Chandra, il telescopio Hubble, il Discovery Channel Telescope, il Neil Gehrels Swift Observatory e altri telescopi hanno dimostrato che GRB 150101B presenta straordinarie somiglianze con la fusione di stelle di neutroni e sorgente di onde gravitazionali scoperta dal Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) e da Virgo nel 2017, nota con la sigla GW170817. Dalla fusione è derivata una kilonova, che ha provocato l’espulsione di elementi pesanti come oro e platino nello spazio.
Un nuovo studio, pubblicato su Nature Communications, suggerisce che questi due diversi oggetti possano essere direttamente imparentati. “La nostra scoperta implica che eventi come GW170817 e GRB150101B potrebbero rappresentare un’intera nuova classe di oggetti, e potrebbero essere in realtà piuttosto comuni”, spiega Eleonora Troja dell’University of Maryland, a guida dello studio. Il team ritiene che le due sorgenti siano state prodotte dallo stesso tipo di evento: una fusione di due stelle di neutroni. Questa collisione catastrofica ha generato stretti getti di particelle ad alta energia, che a loro volta hanno prodotto un breve e intenso lampo di raggi gamma. GW170817 è la dimostrazione che questi eventi possono produrre increspature nello spaziotempo chiamate onde gravitazionali.
L’immagine mostra dati dell’osservatorio a raggi X Chandra (in viola negli inserti) combinati con una ripresa nell’ottico e nell’infrarosso del telescopio Hubble. Le immagini di Chandra inquadrano due differenti periodi per mostrare come la sorgente di raggi X si sia affievolita nel corso del tempo. Entrambe le sorgenti hanno prodotto un lampo di raggi gamma debole e di breve durata, ed emissione di raggi X di lunga durata, oltre a luce ottica blu. Anche le galassie in cui si sono verificate le catastrofiche fusioni sono simili: entrambe sono ellittiche con una popolazione di stelle antica di qualche miliardo di anni e non presentano evidenze di nuova formazione stellare.
Nonostante le notevoli somiglianze, GRB 150101B e GW170817 presentano anche importanti differenze. Innanzitutto la loro posizione. GW170817 è avvenuto a circa 130 milioni di anni luce dalla Terra, mentre GRB 150101B a circa 1,7 miliardi di anni luce di distanza da noi. Anche se Advanced LIGO fosse stato operativo all’inizio del 2015, è improbabile che avrebbe potuto rilevare onde gravitazionali a quella distanza. È possibile invece, che altre fusioni simili siano state già rilevate in passato come lampi di raggi gamma brevi, ma non siano state osservate da altri telescopi. Nel caso della nuova sorgente, inizialmente gli astronomi hanno pensato che la controparte fosse una sorgente di raggi X rilevata dal telescopio Swift nel centro della galassia, derivante da materiale in caduta nel buco nero supermassiccio centrale. Tuttavia le osservazioni di Chandra hanno permesso di individuare la vera controparte, a distanza dal centro della galassia ospite.
“Di sicuro è solo questione di tempo perché un altro evento come GW170817 fornisca in futuro rilevazione sia di onde gravitazionali che di radiazione elettromagnetica. Se osservazioni di questo tipo riveleranno una fusione tra una stella di neutroni e un buco nero, questo sarà davvero rivoluzionario”, spiega il coautore dello studio Alexander Kutyrev. “Le nostre ultime osservazioni rappresentano per noi una rinnovata speranza di osservare un simile evento tra non molto tempo”.
[ Barbara Bubbi ]
Credit X-ray: NASA/CXC/GSFC/UMC/E. Troja et al.; Optical and infrared: NASA/STScI
http://chandra.si.edu/photo/2018/kilonova/
https://phys.org/news/2018-10-family-kin-gravitational-source.html
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