Le massicce collisioni si sono verificate un miliardo di anni fa, inviando increspature nello spaziotempo che alla fine hanno raggiunto la Terra.
Rappresentazione artistica di un buco nero che inghiotte una stella di neutroni. Illustrazione: Carl Knox, OzGrav/SwinburneUn'ampia collaborazione di astrofisici riferisce di aver effettuato le prime rilevazioni confermate di onde d'urto prodotte da fusioni tra stelle di neutroni e buchi neri. Le rilevazioni, a distanza di 10 giorni, rappresentano due di queste enormi unioni cosmiche.
Nel gennaio 2020, la Terra tremò leggermente mentre onde d'urto impercettibili ai sensi umani la attraversavano. Quelle increspature erano onde gravitazionali, perturbazioni nello spaziotempo generate da tutti gli oggetti massicci ma rilevabili solo da eventi estremamente grandi, come la collisione di due buchi neri. Le onde erano abbastanza forti da essere rilevate dal Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory in Louisiana (la filiale di Washington dello strumento era offline all'epoca) e dall'esperimento simile di Virgo a Pisa, in Italia. Questi esperimenti rilevano le onde gravitazionali utilizzando una disposizione sensibile di specchi e raggi laser.
I buchi neri sono punti nello spazio con campi gravitazionali così intensi che nemmeno la luce può sfuggire. Si formano quando una stella muore e collassa su se stessa. Le stelle di neutroni si formano in modo simile; sono i resti collassati estremamente densi di stelle morte e sono per lo più composti da neutroni ammassati.
Susan Scott, astrofisica dell'Australian National University e coautrice del nuovo studio, ha affermato in una e-mail che più rilevamenti il team fa, più i ricercatori impareranno a conoscere come queste stelle sono finite in spirali mortali con buchi neri.
Un'immagine di due stelle di neutroni in collisione.Immagine: NASAG/O Media potrebbe ricevere una commissione
I ricercatori determinano i protagonisti di queste comiche collisioni in base alle loro masse, che calcolano in base alle caratteristiche delle onde gravitazionali; se uno degli oggetti è circa il doppio della massa del nostro Sole o più leggero, pensano che sia una stella di neutroni. Se una massa è cinque volte il nostro Sole o più grande, dicono che è un buco nero. Due osservazioni precedentemente riportate da Gizmodo hanno sollevato la possibilità che si fosse verificata una fusione buco nero-stella di neutroni, ma le identità degli oggetti non sono state confermate, perché uno degli oggetti coinvolti si trovava nel “gap di massa” tra i più piccoli buchi neri conosciuti e le più grandi stelle di neutroni conosciute. Le nuove scoperte sono pubblicate oggi su Astrophysical Journal Letters.
“Anche se le onde gravitazionali da sole non rivelano la struttura dell'oggetto più leggero, possiamo dedurre la sua massa massima”, ha affermato Bhooshan Gadre, un astrofisico del Max Planck Institute for Gravitational Physics, in un comunicato stampa di LIGO. “Combinando queste informazioni con le previsioni teoriche delle masse attese delle stelle di neutroni in un tale sistema binario, concludiamo che una stella di neutroni è la spiegazione più probabile.”
I due eventi sono stati rilevati a 10 giorni di distanza, il 5 gennaio e il 15 gennaio 2020. I ricercatori non sono sicuri da dove provenissero le onde nell'universo, ma sanno che erano distanti rispettivamente 900 milioni e 1 miliardo di anni luce, in base su quanto fossero forti le onde rispetto a quanto forti i ricercatori si aspettavano che fossero alla loro origine. Scott ha detto che mentre i fenomeni sono chiamati “fusioni” tra buchi neri e stelle di neutroni, probabilmente era più simile ai buchi neri che inghiottono le stelle di neutroni che ai due che si scontrano nello spazio.
Sulla base dei due recenti rilevamenti, il team di ricerca stima che una di queste fusioni buco nero-stella di neutroni avvenga circa una volta al mese entro un miliardo di anni luce dalla Terra. La prossima corsa di osservazione per i rivelatori, che inizierà la prossima estate, mirerà a trovare più di queste fusioni. “Stiamo anche cercando nuovi tipi di fonti, come le onde gravitazionali da una supernova che esplode, e anche un flusso continuo di onde gravitazionali più deboli provenienti da una stella di neutroni in rotazione”, ha detto Scott, che “ci aiuterà ulteriormente a capire la natura di materiale per stelle di neutroni.”
Le prime fusioni confermate buco nero-stelle di neutroni sono arrivate, e non sono certo le ultime. Si spera che la prossima sessione di osservazione rivelerà più di questi straordinari accoppiamenti. “>Scrittore scientifico a Gizmodo, in precedenza di Atlas Obscura. Nativo di New York. Copre principalmente cose antiche (sulla Terra e oltre) e masse estremamente grandi o incredibilmente piccole.