Nuovo segnale di un'onda gravitazionale, forse è il più atteso

Ansa - Una stella di neutroni divorata in un sol boccone da un buco nero: potrebbe essere questa catastrofe cosmica mai vista prima d'ora, ad aver generato l'onda gravitazionale che ha attraversato la Terra la sera del 14 agosto. Il suo segnale, che gli astrofisici inseguivano come il ricercato numero uno, è stato catturato dai tre strumenti della collaborazione internazionale Ligo-Virgo, ma serviranno mesi di analisi dei dati per confermarlo, come spiega Giovanni Prodi, dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn).

Il nuovo segnale, chiamato S190814bv, "è stato intercettato il 14 agosto quando in Italia erano le 23:11", spiega Prodi. "Quella notte abbiamo festeggiato il Ferragosto con due ore di teleconferenza; avevamo subito capito che si trattava di una cosa grossa". I dati, infatti, provenivano da tutti e tre i rivelatori di onde gravitazionali posti sulle due sponde dell'oceano Atlantico: Virgo, l'interferometro alle porte di Pisa dell'Osservatorio Gravitazionale Europeo Ego (a cui l'Italia partecipa con l'Infn), e le due macchine del rivelatore statunitense Ligo della National Science Foundation, una nello Stato di Washington e l'altra in Louisiana.

Insieme hanno permesso di fare una sorta di triangolazione per inquadrare con maggior precisione la zona di cielo dalla quale è arrivato il segnale: localizzato a quasi 900 milioni di anni luce da noi, è talmente pulito che "la probabilità che si tratti di un'onda gravitazionale genuina è superiore al 99%", sottolinea Prodi con voce euforica. "Le analisi condotte nelle prime 12 ore fanno intendere che ci troviamo davanti a una stella di neutroni ingoiata da un buco nero: se confermato, questo sarebbe il segnale che inseguiamo da tempo come il ricercato numero uno della nuova astronomia multimessaggera, perché finora avevamo registrato solo segnali della fusione di due buchi neri o di due stelle di neutroni. Questa sarebbe la prima 'coppia mista' e potrebbe rivelarci quanto sono frequenti questi sistemi binari buco nero-stella di neutroni, fornendo anche informazioni preziose sulla materia e il comportamento delle stelle di neutroni, che sono oggetti estremamente densi e compatti".

DUE STELLE DI NEUTRONI SI SONO SCONTRATE NELLO SPAZIO A 130 MILIONI DI ANNI LUCE E HANNO RILASCIATO QUANTITA’ ENORMI DI ORO E PLATINO

Guido Tonelli per il Messaggero

SCONTRO STELLE PRODUCE ORO

Immaginate un'enorme nuvola d'oro e platino, con una massa centinaia di volte superiore a quella della Terra. È lo spettacolo veramente superiore a qualsiasi immaginazione che è stato osservato da astronomi e fisici che hanno puntato assieme i loro strumenti in un punto del cielo lontano 130 milioni di anni luce da noi, vicino alla costellazione che (guarda caso) porta il nome di Lira. Una vera e propria fabbrica di metalli pesanti dovuta a un evento catastrofico: la collisione tra due stelle di neutroni. Una scoperta eccezionale dopo quella - epocale - delle onde gravitazionali.

LE TAPPE

Ma procediamo con ordine. Nell'agosto scorso, per tre settimane, i due interferometri americani di Ligo e quello italo-francese di Virgo (a Cascina, vicino a Pisa) hanno operato assieme. E hanno registrato subito un quarto segnale di onde gravitazionali provenienti dalla fusione di due buchi neri; poi, a distanza di tre giorni un nuovo evento, assolutamente inedito: un segnale molto diverso dai soliti, molto più lungo nel tempo, la firma caratteristica di onde gravitazionali prodotte dalla fusione di due stelle di neutroni.

SCONTRO STELLE 1

Non si tratta dei corpi ultramassicci che erano stati all'origine dei primi segnali che hanno portato al Nobel per la fisica - ma sono ancora corpi celesti molto densi, la massa del Sole concentrata in una sfera di 15-20km di diametro. Quando spiralizzano l'uno attorno all'altro deformano lo spazio-tempo e producono un segnale che dura decine di secondi. Tutto questo è avvenuto a una distanza, in termini cosmici, piuttosto modesta: soltanto 130 milioni di anni luce, invece del miliardo e quattrocento milioni della prima, sensazionale scoperta. Il segnale iniziale era più debole, perché le masse che si sono fuse sono più piccole, ma la minore distanza ha permesso l'osservazione.

Il fatto che in questa occasione fosse in funzione anche Virgo ha permesso la triangolazione, cioè la ricostruzione precisa della porzione di cielo in cui è avvenuta l'immane catastrofe. E subito si è capito che il lampo di raggi gamma registrato 1,7 secondi dopo da altri strumenti, come Fermi, uno speciale telescopio in orbita attorno alla terra, e che proveniva esattamente dalla stessa regione, era collegato allo stesso fenomeno.

SCONTRO STELLE ONDE GRAVITAZIONALI

A questo punto a tutti gli astronomi del mondo è stato chiesto di puntare i propri strumenti verso quel preciso punto, nella costellazione della Lira; è stato l'esordio di quella che noi chiamiamo astronomia multimessaggero; è stato possibile osservare cioè lo stesso fenomeno rilevato con le onde gravitazionali, usando molte frequenze dello spettro elettromagnetico e si sono visti molti segnali, ciascuno dei quali porta ulteriori informazioni.

Ora sappiamo che quando due stelle di neutroni si fondono, producono onde gravitazionali; e abbiamo capito da dove vengono i lampi di raggi gamma la cui origine, fino ad oggi, era ancora misteriosa. Abbiamo anche la conferma sperimentale che le onde gravitazionali si muovono alla velocità della luce, anche se questo di certo non costituisce una sorpresa.

SCONTRO STELLE

La sorpresa semmai è venuta nelle settimane successive, quando le osservazioni degli astronomi hanno identificato, fra i residui della fusione, una piccola nebulosa di materiali pesanti. Una enorme quantità di polvere di metalli preziosi, masse gigantesche di oro e di platino che sono state prodotte dalla collisione ed espulse a velocità mostruose nello spazio circostante.

Fonte: qui

GLI ASTRONOMI HANNO VISTO LA FUSIONE DI DUE STELLE DI NEUTRONI, COSÌ DENSE DA COSTITUIRE UNO STATO ESTREMO DELLA MATERIA (VIDEO)

1.NUOVA ERA DELL'ASTRONOMIA, L'UNIVERSO MAI VISTO PRIMA

(ANSA) - Da oggi l'astronomia non è più la stessa: una rivoluzione come quella di Galileo quando puntò il cannocchiale verso il cielo. E' stato infatti catturato il segnale generato dalla fusione di due stelle di neutroni, così dense da costituire uno stato estremo della materia.

Lo hanno ascoltato e visto i rivelatori di onde gravitazionali Ligo e Virgo e 70 telescopi da Terra e spaziali, con una cascata di scoperte. L'annuncio in contemporanea in Italia, Europa e Usa. Ruolo cruciale dell'Italia con Infn, Inaf e Asi.

TELESCOPIO ESO STELLE DI NEUTRONI

I risultati, presentati a Roma alla presenza del ministro per l'Istruzione, l'Università e la Ricerca Varia Fedeli, sono pubblicati su numerose riviste internazionali, fra le quali Physical Review Letters, Nature e Science, e segnano un passo in avanti epocale nella storia dell'astronomia. E' infatti la prima volta che un evento cosmico viene osservato sia con le onde gravitazionali sia con quelle elettromagnetiche, aprendo l'era dell'astronomia multimessaggero che, sfruttando contemporaneamente segnali diversi, trasforma il modo di vedere e ascoltare l'universo.

Per la prima volta, infatti, ci sono gli strumenti per ascoltare contemporaneamente segnali cosmici molto diversi, come le onde gravitazionali, quelli ottici, i raggi X e l'ultravioletto. L'Infn ha contribuito a questi risultati con il rivelatore di onde gravitazionali Virgo, che fa capo all'Osservatorio Gravitazionale Europeo (Ego) e si trova in Italia, a Cascina (Pisa). 

Insieme ai due strumenti del rivelatore americano Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), Virgo ha permesso di capire da dove proveniva il segnale dell'onda gravitazionale.

UNA STELLA DI NEUTRONI CONTRO LO SKYLINE DI CHICAGO

L'Inaf, con la sua rete di telescopi basati a Terra e nello spazio, è stato fra i primi al mondo a 'fotografare', riconoscere e descrivere la sorgente del segnale e l'Asi ha contribuito alle osservazioni grazie ai telescopi spaziali dedicati allo studio dei fenomeni più ricchi di energia dell'universo, come le emissioni di lampi gamma. Fra i telescopi a Terra che hanno contribuito alla ricerca ci sono Rem, Vst e Vlt, i telescopi spaziali sono Fermi e Integral, Swift, Chandra e Hubble.

2.VISTA NELL'UNIVERSO UNA 'FABBRICA' DI ORO E PLATINO

(ANSA) - Per la prima volta è stata osservata una 'fabbrica' di elementi pesanti, come oro e platino. E' la coppia di stelle di neutroni, così dense da essere considerate l'anticamera dei buchi neri, che fondendosi ha generato le onde gravitazionali ascoltate da Ligo e Virgo e poi l'esplosione accompagnata da un lampo di raggi gamma vista dal satellite Fermi e confermata dal satellite Integral dell'Agenzia Spaziale Europea (Esa). Poi i telescopi, molti dell'Inaf, hanno visto i segnali spia della nascita degli elementi pesanti.

LA SUPERNOVA

Dopo decine d'anni è stato risolto il mistero dell'origine di quasi la metà degli elementi più pesanti del ferro ed è arrivata anche la prima conferma diretta che le collisioni tra stelle di neutroni danno origine ai lampi di raggi gamma (o Gamma-Ray Burst, Grb) di breve durata. 

Le stelle di neutroni sono relitti cosmici, quello che resta quando una stella è esplosa in una supernova e poi la materia è collassata diventando straordinariamente densa e compatta.

Quando raggiunge questo stato estremo la materia non è più quella che conosciamo, fatta di atomi con nuclei composti da protoni e neutroni, ma è formata quasi del tutto da neutroni tenuti insieme da forze che impediscono loro di collassare del tutto. Una materia che si trova in questo stato estremo è l'anticamera di un buco nero, impossibile da riprodurre in laboratorio e mai osservata finora. Mentre si avvicinavano inesorabilmente ruotando l'una intorno all'altra, le due stelle di neutroni hanno emesso le onde gravitazionali ascoltate da Ligo e Virgo per circa 100 secondi. 

Quando si sono scontrate hanno emesso un lampo gamma, visto da Fermi circa due secondi dopo l'arrivo delle onde gravitazionali.

Questo lavoro di squadra ha permesso di localizzare le due stelle, indicate con la sigla AT2017gfo, nella periferia della galassia NGC4993, in direzione della costellazione dell'Idra e alla distanza di 130 milioni di anni luce.

Puntando in quella direzione i telescopi spaziali e a Terra gli astronomi, con l'Inaf in prima fila, hanno visto la fusione della coppia di stelle nella luce visibile, ai raggi X, ultravioletti, infrarossi e nelle onde radio, osservando i segnali spia della formazione dei metalli pesanti. 

Hanno contribuito all'osservazione telescopi spaziali, come Integral e Swift, ai quali partecipa l'Agenzia Spaziale Italiana (Asi), Chandra (Nasa) e Hubble (Nasa-Esa), e telescopi a Terra come Rem (Rapid Eye Mount) e quelli dell'Osservatorio Europeo Australe (Eso) Vlt (Very Large Telescope e Vst (Vlt survey telescope).

LA FUSIONE DI DUE STELLE DI NEUTRONI

3.NUOVA ASTRONOMIA: GEMME (INFN), RISULTATI SENZA PRECEDENTI

(ANSA) - Sono "senza precedenti" i risultati scaturiti dalla prima osservazione corale della collisione di due stelle di neutroni. "Non ho mai vissuto un'esperienza simile" ed è "la prima volta in assoluto che si studia una sorgente utilizzando circa 70 strumenti da Terra e dallo spazio", ha detto all'ANSA il fisico Gianluca Gemme, coordinatore nazionale del rivelatore Virgo per l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) .

La scoperta delle onde gravitazionali, ha aggiunto, "è stata un momento storico, ma la ricchezza delle osservazioni venute in seguito è ancora superiore perché il numero di strumenti e di comunità scientifiche coinvolti in questa nuova osservazione non ha precedenti. Credo sia un fatto unico". Certamente, ha aggiunto, "è l'inizio dell'astronomia multi messaggero", la nuova astronomia che si basa su segnali che viaggiano su lunghezze d'onda diverse, come quelli ottici, i raggi gamma, i raggi X, l'ultravioletto.

LA FUSIONE DI DUE STELLE DI NEUTRONI COPIA

"In tutto questo - ha rilevato - l'ingresso di Virgo è stato determinante" e complessivamente, ha aggiunto, "abbiamo ottenuto una quantità di risultati estremamente interessanti che ci ha letteralmente travolto". 

Oltre a essere il primo segnale prodotto da due stelle di neutroni, quello rilevato il 17 agosto 2017 e reso noto oggi è "il segnale più forte e il più vicino mai osservato, da masse molto piccole". 

E' infatti avvenuto alla distanza di 130 milioni di anni luce, contro il miliardo e mezzo di distanza dei primi due buchi neri ascoltati nel 2015 dai rivelatori di onde gravitazionali.

Fonte: qui

STELLE DI NEUTRONI SONO UNA SORGENTE D ONDE GRAVITAZIONALI