Mega ciao!
Abbiamo visto che le pulsar possono diventare ultraluminose accrescendo materiale da una stella compagna. Ma cosa succederebbe se avessimo un sistema binario composto da due stelle di neutroni?
A causa della perdita di momento angolare le due stelle comincerebbero a spiraleggiare l’una verso l’altra fino a fondersi insieme. A questo punto kaboooom! Scoppia tutto in quella che viene chiamata esplosione in kilonova. Come facciamo a conoscere il destino di questi sistemi?
Nel 2017 LIGO e Virgo hanno captato un’onda gravitazionale diversa dalle precedenti. Le onde gravitazionali sono perturbazioni della metrica dello spaziotempo che si propagano nell’Universo in forma ondulatoria. Come si fa a captarle?
Si usano degli interferometri, composti da una serie di specchi totalmente o semiriflettenti disposti lungo due bracci lunghi più o meno 4 km. In questi bracci dell’interferometro si fa passare un raggio laser. Nell’immagine qui sotto vedete la struttura dell’interferometro, in cui gli specchi agli estremi dei due bracci sono totalmente riflettenti, mentre quello centrale è semiriflettente. Questo significa che nel punto centrale il raggio laser viene in parte riflesso verso la direzione perpendicolare al fascio e in parte trasmesso nella stessa direzione del fascio. Una volta arrivati alle estremità dei due bracci i fasci vengono riflessi indietro e si incontrano nello specchio al centro, che li convoglia verso il rivelatore. Nel caso in cui passi un’onda gravitazionale la lunghezza di uno dei bracci verrà modificata. Quindi uno dei due fasci percorrerà una distanza leggermente più lunga o più corta rispetto all’altro. Questo è importantissimo perchè incontrandosi i due fasci produrranno una bella figura di interferenza, che è proprio il segnale che state cercando.Nel caso della fusione di due stelle di neutroni, dopo aver rivelato il segnale proveniente dall’onda gravitazionale (durato appena 100 secondi) sono stati attivati gli osservatori che funzionano alle più svariate lunghezze d’onda dello spettro elettromagnetico per cercare di identificare la sorgente. Ce l’hanno fatta! La sorgente si trovava nella galassia NGC 4993 a circa 130 milioni di anni luce di distanza. Questa scoperta ha segnato l’inizio dell’astronomia multi-messaggero, cioè che combina osservazioni di onde gravitazionali a quelle nei raggi gamma, raggi X, UV, ottico, infrarosso e radio per determinare meglio le caratteristiche fisiche dell’oggetto che stiamo osservando. A cos’ha portato l’esplosione di questa kilonova?
Lo studio dello spettro di questo oggetto ha evidenziato la presenza di elementi pesanti, come oro, argento e platino. Questo è stato importantissimo perchè finalmente abbiamo trovato l’ambiente dove si formano elementi più pesanti del ferro. Infatti non possono essere prodotti dalle reazioni nucleari all’interno delle stelle, in quanto sarebbero dei processi endotermici, cioè che richiedono energia per poter avvenire. Sappiamo che non sono stati prodotti dalla nucleosintesi primordiale dopo il Big Bang, quindi fino all’osservazione della kilonova non si conosceva l’origine di questi elementi pesanti. Cosa succede se una stella di neutroni si fonde con un buco nero?
Lo scopriremo nella prossima puntata.
A presto!
Sara
