Sapere Scienza

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Rilevate per la prima volta onde gravitazionali provenienti dalla collisione di due stelle di neutroni

17 Ottobre 2017

Un gruppo di scienziati internazionali ha osservato per la prima volta onde gravitazionali generate dalla collisione di due stelle di neutroni (stelle molto dense) localizzate a circa 130 milioni di anni luce dalla Terra alla periferia della galassia NGC4993, in direzione della costellazione dell’Idra. Le due stelle di neutroni, a conclusione del loro inesorabile e sempre più frenetico processo di avvicinamento, hanno spiraleggiato una intorno all’altra, emettendo onde gravitazionali che sono state osservate per circa 100 secondi. Quando si sono scontrate, hanno emesso un lampo di luce sotto forma di raggi gamma, osservato nello spazio circa due secondi dopo l’emissione delle onde gravitazionali dal satellite Fermi della Nasa e quindi confermato dal satellite Integral dell’ESA.

La rilevazione delle onde gravitazionali, effettuata dall'interferometro Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) che ha sede negli Stati Uniti e dall'interferometro Virgo che ha sede in Italia, si è verificata lo scorso 17 agosto e dallo stesso evento sono stati generati segnali come raggi gamma, onde radio e radiazione elettromagnetica. 

La quinta rilevazione di onde gravitazionali coincide con la prima volta in assoluto in cui gli astronomi hanno osservato sia onde gravitazionali che radiazione elettromagnetica (luce) proveniente dallo stesso evento, mediante strumenti come la flotta di telescopi dell’ESO (European Southern Observatory) in Cile, e dai due satelliti Integral dell’agenzia spaziale europea ESA e Fermi della Nasa. Quindi, oltre all’onda, c’è anche l’osservazione nel campo elettromagnetico che finora era mancata.

 

L'astronomia gravitazionale

Questa scoperta promette di rivoluzionare la compensione dell'Universo da parte dell'umanità, aprendo la strada a un campo in cui studiosi delle onde gravitazionali e astronomi lavorano insieme molto da vicino.
Gli scienziati sottolineano che questa è la prima volta che viene rilevata una collisione di due stelle di neutroni e si tratta della più precisa (e più vicina) localizzazione di onde gravitazionali che sia mai stata fatta, oltre che la più "intensa". "Il grande collasso è avvenuto abbastanza vicino a noi, a circa 130 milioni di anni luce - spiega Federico Ferrini, direttore di Virgo dal National Press Center di Washington, da cui viene presentato il risultato da parte della National Science Foundation -. Ma abbiamo potuto seguire il fenomeno nelle sue ultime fasi, le cento rotazioni che hanno preceduto l’immane fusione. Ciò è di grande importanza per gli astronomi i quali possono cogliere l’evoluzione dei processi dei complessi fenomeni e la generazione di elementi pesanti nell'Universo". La registrazione dell'evento nel campo delle onde elettromagnetiche ha fatto raggiungere una descrizione completa, decretando la nascita dell’astronomia gravitazionale e multimessaggero.


Le "kilonove"

Il cataclisma che è seguito da questo evento di fusione, a lungo predetto e conosciuto dagli scienziati come "kilonove", ha fatto disperdere elementi pesanti come oro, platino e uranio nell'Universo; gli elementi si sono spostati velocemente, a circa un quinto della velocità della luce. Le kilonove sono state previste oltre 30 anni fa ma questa è la prima volta che si ha l'osservazione della loro esistenza.
Gli scienziati sono riusciti a scoprire che, dopo la fusione, la palla di fuoco che si è generata ha raggiunto la temperatura di circa 6.000 gradi centigradi, approssimativamente la temperatura della superficie del Sole. Il colore della kilonova si è spostato da molto blu a molto rosso nei giorni successivi all'evento, un cambiamento più rapido di quelli osservati in qualunque altra osservazione di un'esplosione stellare.
La scoperta fornisce inoltre la prova più forte trovata sinora che i cosiddetti gamma-ray burst (GRB) di breve durata sono causati dalla fusione di stelle di neutroni.

 

Cosa sono le stelle di neutroni

Le stelle di neutroni, lo stadio precedente dei buchi neri, sono quelle in assoluto più dense nell'Universo, con un raggio di circa 10 chilometri e questa scoperta dà agli scienziati l'opportunità per scoprire di più circa questo tipo di corpi celesti, che attualmente sono una sorta di mistero per i ricercatori.

 

[Immagine: credit NASA]

copertina   agosto-settembre 2017

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