Un team globale di astronomi ha rilevato la scintilla luminosa di due stelle di neutroni che si scontrano, facendo luce sulle origini precedentemente sconosciute di alcuni degli elementi pesanti dell'universo.
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Il 17 agosto, gli scienziati che gestivano il Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) hanno rilevato un altro ciclo di onde gravitazionali. I ricercatori hanno visto tali increspature quattro volte prima, ma questo ultimo avvistamento differiva dal resto: gli astronomi non solo hanno sentito il "cinguettio" dell'antica collisione, ma hanno visto un lampo di luce.
“Immagina che le onde gravitazionali siano come un tuono. Abbiamo già sentito questo tuono prima, ma questa è la prima volta che riusciamo a vedere anche il fulmine che ne consegue ”, afferma Philip Cowperthwaite, ricercatore presso il centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian.
Predetto da Albert Einstein nel 1916 e notato per la prima volta dagli scienziati nel 2015, queste distorsioni nel tessuto dello spazio-tempo derivano da movimenti violenti o collisioni di oggetti celesti. Ma gli scienziati non sono ancora stati in grado di identificare gli oggetti che causano queste distorsioni. A settembre, i ricercatori hanno annunciato che stavano restringendo la fonte delle onde usando la triangolazione tra due osservatori LIGO negli Stati Uniti e l'osservatorio europeo della Vergine.
Anche così, fino ad ora i ricercatori sono stati in gran parte lasciati al buio su dove si verificano le collisioni. Si pensava che i precedenti cinguettini provenissero da buchi neri in collisione, che come suggerisce il nome, emettevano poca o nessuna luce, rendendoli quasi impossibili da individuare nel cielo notturno.
Ma questa volta era diverso.
Immediatamente dopo il cinguettio di quest'ultima rilevazione delle onde gravitazionali, il telescopio spaziale Fermi della NASA ha registrato un lampo di radiazione gamma. Quindi i ricercatori hanno iniziato a inviare avvisi ai collaboratori in tutto il mondo dell'eccitante opportunità; forse potrebbero immaginare la collisione.
Lo studente laureato Charlie Kilpatrick, che gestisce un telescopio in Cile, è stato il primo a individuarlo: un minuscolo granello di luce vicino alla galassia NGC 4993, che si trova a circa 130 milioni di anni luce dalla Terra. Squadre che operano 70 telescopi in tutti i continenti (inclusa l'Antartide) hanno addestrato i loro punti di vista su questa regione del cielo, esaminandola in una gamma di lunghezze d'onda dai raggi X alle onde radio alla ricerca della fonte di queste increspature cosmiche.
Sulla base delle loro osservazioni, gli scienziati ritengono che queste ultime ondate derivino dalla fusione violenta di due stelle di neutroni: i resti densi e morenti di stelle massicce dopo che hanno subito una supernova. Gli scienziati hanno osservato indirettamente i detriti della collisione che si muovevano a una velocità così rapida che i modelli suggeriscono che potrebbero essere raggiunti solo se due di questi corpi celesti si scontrassero. Queste due stelle di neutroni ora famose probabilmente si sono formate circa 11 miliardi di anni fa, secondo l'analisi degli astronomi sulla loro galassia, e da allora si sono lentamente spostate l'una verso l'altra.
"Questa è la prima volta che possiamo ascoltare la spirale della morte di due stelle di neutroni e vedere anche i fuochi d'artificio che sono nati dalla loro fusione", Vicky Kalogera, direttore del Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrofysics e leader nel LIGO Collaborazione scientifica, ha detto oggi in una conferenza stampa sulla scoperta.
Lo spettacolo di luci della collisione conteneva indizi ancora più interessanti per districare. I ricercatori hanno a lungo ipotizzato che gli elementi più pesanti dell'universo, come l'oro o il platino, siano nati dalle esplosioni o dai kilonova, prodotti dalle fusioni di stelle di neutroni. Osservando la luce proveniente da NGC 4993, gli astronomi hanno visto prove rivelatrici di radiazioni prodotte dalla materia dal chilonova che si raffredda in elementi pesanti. Un singolo kilonova può produrre un'intera Terra di questi rari elementi, secondo i ricercatori.
I risultati iniziali di questo rilevamento sono stati pubblicati oggi sulla rivista Physical Review Letters, con ulteriori studi in arrivo nel prossimo futuro.
Gli astronomi coinvolti in questo rilevamento vedono un futuro luminoso e sonoro per la cosiddetta astronomia "multi-messenger", o usando sia onde gravitazionali che luce antiquata per studiare gli stessi eventi e oggetti nel cielo. Come ha dichiarato il portavoce della Vergine Jo van den Brand alla conferenza stampa: "Penso che questa sia una dimostrazione di ciò che l'umanità può ottenere se ci impegniamo a farlo e se collaboriamo".
