Fusione di stelle di neutroni registrata in luce millimetrica
Il radiointerferometro Alma ha catturato il lampo di raggi gamma corto più potente. Prima volta in luce millimetrica per la fusione di due stelle di neutroni.
Si è rilevata per la prima volta una fusione di stelle di neutroni registrata in luce millimetrica. Ad osservarla il radiointerferometro Alma. Un’esplosione tra le più luminose ed energiche registrate di breve durata. È stato il satellite Swift della NASA a monitorare l’esplosione con i suoi strumenti a raggi X. Se due stelle di neutroni orbitano una intorno all’altra si attraggono fino alla fusione. L’evento di fusione è catastrofico e dà vita a una potente esplosione di lampi di raggi gamma. I ricercatori hanno attestato il lampo di luce come il più energetico perché formato dagli elementi più pesanti dell’Universo, come il platino e l’oro.
All’ultima sottoclasse nota come short GRB (lampi gamma di breve durata) appartiene il GRB 211106A, che si è originato 20 miliardi di anni luce dalla Terra. Esso ha la durata di soli pochi decimi di secondo. Gli studiosi hanno cercato quindi di individuare l’afterglow. Si tratta dell’emissione di luce dovuta all’interazione dei getti con il gas circostante. Gli short GRB sono difficili da rilevare a lunghezze d’onda radio, in special modo a lunghezza d’onda millimetrica.
Le fusioni avvengono a causa della radiazione delle onde gravitazionali che sottrae energia all’orbita delle stelle binarie, facendo sì che le stelle si muovano a spirale l’una verso l’altra. L’esplosione risultante è accompagnata da getti che si muovono a una velocità prossima a quella della luce. Quando uno di questi getti è rivolto verso la Terra, osserviamo un breve impulso di radiazione gamma. Gli afterglow dei GRB di breve durata sono molto luminosi ed energetici. Ma queste esplosioni avvengono in galassie lontane, il che significa che la loro luce può essere piuttosto debole per i nostri telescopi sulla Terra. Prima di ALMA, i telescopi millimetrici non erano abbastanza sensibili per rilevare questi afterglows.
Tanmoy Laskar, futuro assistente alla cattedra di fisica e astronomia dell’Università dello Utah
Perfino i telescopi non sono riusciti ad avere dati interessanti, visto che la luce di GRB 211106A è molto lontana e fragile. Non è stato possibile capire la provenienza dell’esplosione. ALMA, il radiointerferometro, però è riuscito ad osservarlo al millimetro, individuando la sua posizione. Il primo video di uno short GRB in luce millimetrica ripreso da ALMA fornice informazioni sull’energia e geometria dei getti creati dall’esplosione. Tale GRB di breve durata è stata la prima prova di osservazione di un tale evento grazie ad ALMA. Gli afterglow GRB di breve durata sono rari, ecco perché si tratta di un evento unico e speciale.
Queste osservazioni sono fantastiche a molti livelli. Forniscono ulteriori informazioni per aiutarci a comprendere gli enigmatici GRB, e l’astrofisica delle stelle di neutroni in generale. Dimostrano quanto siano importanti e complementari le osservazioni a più lunghezze d’onda con telescopi spaziali e terrestri per la comprensione dei fenomeni astrofisici.
Joe Pesce, National Science Foundation Program Officer per NRAO/ALMA
Per l’osservazione di GRB 211106A sono stati usati telescopi molto potenti. Tra cui ALMA, il Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), il telescopio spaziale Hubble, l’osservatorio a raggi X Chandra della Nasa. I futuri telescopi ottici e radio da 20-40 metri (ngVLA) e il telescopio spaziale James Webb permetteranno di avere una situazione completa degli eventi stellari. A distanze uniche.
Il Webb potrà immortalare spettri di galassie rendendo possibile anche la cattura di GRB a lunghezza d’onda infrarossa. L’ngVLA permetterà di studiare precisamente la geometria dell’afterglow e il gas utile alla formazione delle stelle nell’ambiente circostante. Inoltre, è prevista la costruzione di un osservatorio, Cherenkov Telescope Array (Cta), per emisfero: uno alle Canarie e uno in Cile.
I raggi gamma a contatto con l’atmosfera creano particelle molto energetiche che emettono una luce blu, rilevabili da terra. Tale scoperta è stata fatta da Pavel Cerenkov, fisico e premio Nobel sovietico. Attraverso l’Inaf e l’Infn e alcune università, l’Italia sarà in grado di attivare il Cta, posizionato in Cile. Sarà possibile con uno strumento che rileva la parte più energetica dello spettro elettromagnetico.
Con l’ideazione del satellite Bepposax, l’Italia ha dato un importante contributo nello studio dei lampi di raggi gamma. Il lancio era avvenuto nel 1996 con la collaborazione tra Asi e Agenzia olandese per i Nivr (programmi aerospaziali). In quegli anni l’origine dei GRB era ancora ignota. Sax mandava le coordinate a strumenti spaziali e terrestri, una volta che l’esplosione veniva localizzata. La scoperta che si è fatta negli anni è che tali fenomeni hanno origine da galassie lontane con una potenza, seconda solo al Big Bang. L’Asi ha lanciato anche Agile (Astro Rilevatore Gamma a Immagini Leggero). Il 1 gennaio 2022 ha individuato “il lampo di raggi gamma più energetico ad oggi riportato nella storia delle osservazioni di questi fenomeni”.
