Getto relativistico dalle due stelle di neutroni

Conseguenze della fusione di due stelle di neutroni. I detriti hanno formato inizialmente un guscio attorno al buco nero generato dalla fusione. Un getto di materiale proiettato da un disco che circondava il buco nero ha interagito prima con i detriti per formare un ampio “bozzolo”, per poi sfrecciare nello spazio interstellare. Crediti: Sophia Dagnello, Nrao/Aui/Nsf

Dopo poco più di anno, l’evento classificato come Gw 170817 continua a far notizia: non solo perché da allora è cambiato il modo di fare astronomia, ma anche perché gli effetti sono studiati ancora oggi. Ricordate quando, per la prima volta nella storia dell’osservazione dell’universo, è stata rivelata un’onda gravitazionale prodotta dalla fusione di due stelle di neutroni? L’inizio dell’astronomia multimessaggero. Questo evento spettacolare e pirotecnico ha prodotto, tra le altre cose, anche un flusso di particelle che è stato rivelato contemporaneamente grazie all’emissione di onde gravitazionali ed elettromagnetiche, compresi raggi gamma, raggi X, luce visibile e onde radio

Da allora questo getto è stato studiato da ogni sua angolazione, anche dai ricercatori dell’Istituto nazionale di astrofisica, e la sua esistenza è stata confermata ancora una volta dai dati radio raccolti dagli strumenti della National Science Foundation (Nsf). Combinando la potenza del Karl G. Jansky Very Large Array (Vla) e del Robert C. Byrd Green Bank Telescope (Gbt), gli astronomi hanno rilevato il getto di particelle, scoprendo che una regione di emissione radio generata dalla fusione si era spostata: un movimento così veloce che solo un flusso di particelle poteva spiegare la sua velocità. Gli astronomi dell’Nsf hanno osservato l’oggetto 75 giorni dopo la fusione delle stelle di neutroni e poi di nuovo 230 giorni dopo.

Illustrazione di due stelle di neutroni che si fondono. Le increspature nella griglia dello spazio-tempo rappresentano le onde gravitazionali prodotte dallo scontro, mentre i fasci luminosi mostrano i lampi di raggi gamma esplosi pochi secondi dopo le onde gravitazionali. Sono inoltre raffigurate vorticose nubi di materiale espulso dalle stelle in fusione, nubi che si illumineranno in luce a diverse lunghezze d’onda, comprese quelle visibili. Crediti: Nsf/Ligo/Sonoma State University/A. Simonnet

I dati raccolti raccontano che la fusione iniziale delle due stelle di neutroni (masse stimate da 1,1 a 1,6 volte la massa del Sole) ha causato un’esplosione che ha spinto verso l’esterno un guscio sferico di detriti. Le stelle di neutroni sono collassate in un buco nero la cui potente gravità ha tirato materiale verso l’interno con la voracità tipica di questi oggetti. Il materiale ha formato poi un disco rotante la cui velocità ha generato due potentissimi getti di particelle (immaginate un lunghissimo fascio di luce a forma di cono che esce da entrambi i poli dell’oggetto).

Getti che hanno interagito con i detriti formando un grande “bozzolo”, prima di sfrecciare via verso lo spazio interstellare a una velocità apparentemente superluminale: addirittura quattro volte quella della luce – da cui il titolo dell’articolo, “Superluminal motion of a relativistic jet in the neutron-star merger GW170817”. E comunque anche veramente molto vicina – il 97 per cento – a quella della luce.

La scoperta di questo flusso di particelle rafforza enormemente la connessione tra le fusioni di stelle di neutroni e i lampi di raggi gamma di breve durata (Grb, Gamma Ray Burst). Il Grb associato all’evento Gw 170817 è stato il più vicino e allo stesso tempo il più debole mai osservato fino ad oggi, proprio a causa della sua angolazione. «Basandoci sulla nostra analisi, questo getto probabilmente è molto stretto, largo al massimo 5 gradi, e puntava solo 20 gradi lontano dalla direzione della Terra», ha spiegato Adam Deller, della Swinburne University of Technology. L’angolazione del getto è stata fondamentale, perché diversamente l’emissione radio sarebbe stata ancora più debole da rilevare dai radiotelescopi terrestri.

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Fonte: Getto relativistico dalle due stelle di neutroni