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Scritto: Martedì, 07 Gennaio 2020 20:25 Ultima modifica: Mercoledì, 08 Gennaio 2020 06:20

Osservata la seconda fusione tra stelle di neutroni


L'annuncio è di ieri ma l'onda gravitazionale è stata vista oltre 8 mesi fa. Cosa c'è di diverso dalla celebre "kilonova" GW170817?

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Alcuni fotogrammi di una simulazione numerica della fase critica di fusione tra stelle di neutroni, con la formazione di un oggetto compatto e il "ringdown" di onde gravitazionali; al centro la forma d'onda con indicazione della corrispondente configurazione dei due astri. e immagini nella parte superiore e inferiore sono "visioni d'insieme" delle onde gravitazionali emesse. Alcuni fotogrammi di una simulazione numerica della fase critica di fusione tra stelle di neutroni, con la formazione di un oggetto compatto e il "ringdown" di onde gravitazionali; al centro la forma d'onda con indicazione della corrispondente configurazione dei due astri. e immagini nella parte superiore e inferiore sono "visioni d'insieme" delle onde gravitazionali emesse. Credits: Dutch National Institute for Subatomic Physics / Max Planck Instute - Processing: Marco Di Lorenzo

 Quello del 25 Aprile 2018 è stato il quarto segnale rilevato nel corso dell'attuale ciclo osservativo e, da subito, la forma d'onda venne riconosciuta come probabilmente dovuta alla fusione tra due stelle di neutroni, a circa mezzo miliardo di anni luce di distanza; si trattava di un segnale decisamente significativo, con una probabilità bassissima di essere dovuta a una fluttuazione statistica del rumore (una possibilità ogni 700mila anni) ma, essendo stato osservato solo con due antenne (Livingston e Virgo), la collocazione della sorgente sulla volta celeste era estremamente incerta; si trattava di un'area del cielo circa 300 volte più ampia rispetto a GW170817. Questo non ha agevolato la ricerca di eventuali controparti elettromagnetiche, di neutrini o di raggi cosmici, che infatti non  sono state rilevate; al contrario, l'identificazione di una controparte per GW170817 in varie regioni dello spettro elettromagnetico segnò, nel 2017, la nascita dell'astrofisica multimessaggera, purtroppo rimasta un caso isolato nonostante l'osservazione di oltre 40 segnali da allora.

 Di quell'evento, inizialmente battezzato S190425z, si parlò già una settimana dopo la rilevazione, in un comunicato stampa congiunto.  Adesso però emergono nuovi dettagli, legati alla presentazione di un articolo su Astrophisical Journal e la concomitante pubblicazione di immagini e filmati di simulazioni numeriche, come quella che mostriamo in apertura e quella sottostante, prodotta dal consorzio Virgo.

GW 190425 sim2

Onde gravitazionali prodotte in una regione ampia circa 1000 km attorno al sistema binario. - Credits: EGO / Virgo/ CoRe / Jena FSU  / INFN - Processing: Marco Di Lorenzo

 Il segnale ora ha una denominazione ufficiale, GW190425 e, a quanto pare, il meccanismo di produzione non è ancora del tutto certo: anche se la spiegazione più probabile rimane la fusione di un sistema binario di stelle di neutroni, il merging potrebbe coinvolgere uno o due buchi neri di piccola massa (mai osservati finora). Si stima che la massa totale del sistema fosse 3,3-3,4 masse solari (i due corpi avevano masse di 1,55 e 1,75 masse solari) dunque decisamente maggiore rispetto alle 17 pulsar doppie conosciute, per le quali la massa totale varia tra 2.5 e 2.9 volte la massa del Sole. 

 "Dopo la sorpresa dei primi risultati", dice Alessandro Nagar dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) di Torino, "abbiamo infine raggiunto una buona comprensione di questo evento. Anche se previsti a livello teorico, sistemi binari massicci come quello che potrebbe aver originato GW190425 potrebbero essere invisibili alle osservazioni elettromagnetiche". Il motivo è probabilmente nella natura del risultato della fusione: "Anche se non abbiamo osservato l'oggetto che si è formato dopo la fusione, le nostre simulazioni al computer basate sulla Relatività Generale indicano che la probabilità che si sia formato un buco nero è alta, circa il 96%", dice Sebastiano Bernuzzi dell'Università di Jena in Germania.

 Un'ultima osservazione: oltre a GW170817 e GW190425, in seguito sono state osservate da 3 a 5 possibili fusioni tra stelle di neutroni; tuttavia, in quei casi si trattava sempre di segnali poco significativi e c'è una probabilità non trascurabile che abbiano origine terrestre. 

 

Riferimenti:

https://aliveuniverse.today/immagine-del-giorno/3947-un-evento-a-settimana

http://www.virgo-gw.eu/

https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20200106

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

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