È stata scoperta una “stella di neutroni oscura”. Ma potrebbe essere anche uno strano buco nero

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stella di neutroni

Potrebbe essere una stella di neutroni, la più pesante di sempre, oppure un buco nero, il più leggero mai osservato finora. È questo il dubbio che attanaglia la mente degli scienziati dei due interferometri Ligo, negli Usa, e del rivelatore Virgo, in Italia, che hanno appena descritto la loro scoperta sulle pagine della rivista Astrophyscal Journal Letters. Un vero e proprio rompicampo che non è nuovo nel mondo dell’astronomia: esiste qualcosa che abbia una massa tra una stella di neutroni e un buco nero e che rientri quindi nel cosiddetto gap di massa, ossia in un intervallo di masse apparentemente troppo leggere per un buco nero e troppo pesanti per una stella di neutroni? E ora abbiamo finalmente una risposta.

La stella di neutroni più pesante che conosciamo non è più di 2,5 masse solari, vale a dire 2,5 volte la massa del nostro Sole. Mentre il buco nero più leggero identificato finora è di circa 5 masse solari. Ma in questo gap di massa ci potrebbero essere altri corpi celesti? Nel nuovo studio i ricercatori hanno raccontato di aver finalmente rilevato lo scorso 14 agosto un misterioso oggetto di circa 2,6 masse solari mentre si fondeva con un buco nero di 23 masse solari. “Abbiamo aspettato decenni per risolvere questo mistero”, racconta Vicky Kalogera, tra gli autori dello studio. Anche se la sua vera natura rimane ancora poco chiara.“Non sappiamo se questo oggetto sia la stella di neutroni più pesante conosciuta, o il buco nero più leggero, ma in entrambi i casi supera un record”.

Come raccontano i ricercatori, questo oggetto si è fuso, 800 milioni di anni fa, con un buco nero di 23 masse solari, generando un buco nero finale di circa 25 volte la massa del Sole. Un evento, soprannominato GW190814, che ha emesso un’intensa onda gravitazionale, rilevata sulla Terra da Ligo e Virgo. “Ancora una volta le osservazioni delle onde gravitazionali contribuiscono a far luce su aspetti ignoti del nostro universo: l’oggetto più leggero in questo sistema binario ha una massa mai osservata finora”, commenta Giovanni Losurdo, dell’Istituto nazionale di fisica nucleare e responsabile della collaborazione Virgo.

Prima che i due oggetti celesti si fondessero, precisano i ricercatori, le loro masse differivano di un fattore 9 (vale a dire che uno era 9 volte più pesante dell’altro), rendendo questo rapporto di massa il più grande conosciuto finora. “L’oggetto misterioso può essere una stella di neutroni che si fonde con un buco nero, un’eccitante possibilità prevista teoricamente ma non ancora confermata a livello osservazionale”, spiegano i ricercatori. “Tuttavia, avere una massa di 2,6 volte quella del nostro Sole supera le previsioni attuali per la massa massima di stelle di neutroni, e potrebbe invece essere il buco nero più leggero mai rilevato”.

Ricordiamo che l’evento chiamato GW170817, osservato da Ligo-Virgo nell’agosto del 2017, ha comportato la famosa fusione di due stelle di neutroni che è stata successivamente testimoniata attraverso la luce e le onde eletromagnetiche da dozzine di telescopi sulla Terra e nello Spazio. In questo ultimo caso, tuttavia, i telescopi che si sono messi alla ricerca di luce non hanno raccolto alcun segnale (ricordiamo, invece, che nella maggior parte dei casi le fusioni di buchi neri non generano luce). Secondo gli scienziati, tuttavia, quest’ultimo evento non è stato osservato nella radiazione elettromagnetica per alcune possibili ragioni. Per prima cosa, l’evento si è verificato in una porzione di cielo sei volte più lontana rispetto alla fusione del 2017, e ciò ha quindi reso più difficile la raccolta segnali luminosi. Inoltre, se la collisione ha interessato due buchi neri, probabilmente non avrebbe brillato di luce. Infine, se l’oggetto fosse stato in realtà una stella di neutroni, il buco nero 9 volte più massiccio avrebbe potuto inglobarla per intero e una stella di neutroni inglobata in un’unica volta non emetterebbe luce.

Come si potrà quindi riuscire a capire se l’oggetto misterioso era una stella di neutroni o un buco nero? “A breve, Virgo e i due Ligo avvieranno una nuova fase del loro programma di miglioramento”, conclude Viviana Fafone, responsabile nazionale per l’Infn di Virgo. “Questo consentirà di osservare un numero sempre maggiore di sorgenti”. “Le future osservazioni con la rete di interferometri potenziata e possibilmente con altri telescopi potrebbero catturare eventi simili e aiutarci a rispondere alle numerose domande sollevate dalla rivelazione di GW190814”.

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