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‘The Cow’, un nuovo studio sulle origini del fenomeno

Nel giugno del 2018 i telescopi di tutto il mondo hanno rilevato un brillante lampo blu dal braccio a spirale di una galassia distante 200 milioni di anni luce. La potente esplosione all’inizio sembrava essere una supernova, sebbene fosse molto più veloce e molto più luminosa di qualsiasi esplosione stellare che gli scienziati avessero mai visto. Il segnale, denominato AT2018cow, da allora è stato soprannominato semplicemente ‘The cow’ (la mucca) e gli astronomi lo hanno catalogato come un  transiente ottico blu veloce, o Fbot, un evento luminoso e di breve durata di origine sconosciuta.

Ora un team guidato da Mit ha individuato la fonte del segnale. Oltre a un brillante flash ottico, gli scienziati hanno rilevato un impulso di raggi X ad alta energia. Basandosi sulla frequenza degli impulsi il team ha calcolato che i raggi X dovevano provenire da un oggetto largo non più di 1000 chilometri, con una massa inferiore a 800 soli. Per gli standard astrofisici un oggetto del genere sarebbe considerato compatto, proprio come un piccolo buco nero o una stella di neutroni.

Lo studio, pubblicato su Nature Astronomy, suggerisce che AT2018cow è il prodotto di una stella morente che, collassando, ha dato vita a un oggetto compatto con le caratteristiche di buco nero o  di una stella di neutroni. L’oggetto appena nato ha continuato a inglobare il materiale circostante, divorando la stella dall’interno, un processo che ha rilasciato un’enorme esplosione di energia.

«Probabilmente abbiamo scoperto la nascita di un oggetto compatto in una supernova – afferma Dheeraj Pasham, ricercatore presso il Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del Mit – di solito questo fenomeno si verifica nelle normali supernovae, ma non lo abbiamo mai visto prima perché  solitamente si manifesta in modo disordinato. Riteniamo che questa nuova prova apra la possibilità di trovare piccoli buchi neri o piccole stelle di neutroni».

AT2018cow è uno dei tanti eventi astronomici transitori scoperti nel 2018. Il segnale è tra le poche dozzine di Fbot conosciuti ed è uno dei pochi osservato in tempo reale. Il suo potente lampo, fino a 100 volte più luminoso di una tipica supernova, è stato rilevato da una survey di telescopi, che ha immediatamente inviato avvisi agli osservatori di tutto il mondo.

Gli astronomi hanno proposto vari scenari per spiegare la natura del segnale. Secondo alcuni potrebbe essere stato il prodotto di un buco nero nato all’interno di una supernova. Secondo altri potrebbe essere il risultato di un buco nero di peso medio che rimuove materiale da una stella di passaggio. Tuttavia, i  primi dati raccolti dai telescopi ottici non hanno spiegato in modo definitivo la fonte del segnale.

Per risolvere l’enigma il team di astronomi del Mit ha esaminato i dati a raggi X raccolti dal Neutron Star Interior Composition Explorer (Nicer) della Nasa. Nicer ha iniziato ad osservare The Cow circa cinque giorni dal primo rilevamento, monitorando il segnale nei successivi 60 giorni.

Gli scienziati hanno esaminato i dati per identificare i segnali a raggi X emanati vicino a AT2018cow e hanno confermato che le emissioni non provenivano da altre fonti. Si sono concentrati sui raggi X e hanno scoperto che The Cow sembrava emettere raffiche a una frequenza di 225 hertz,  una volta ogni 4,4 millisecondi. Il team ha utilizzato la frequenza dell’impulso per calcolare direttamente la dimensione dell’oggetto che – secondo quanto si legge nello studio – non supera i 1000 chilometri di lunghezza. 

«Si tratta di un oggetto compatto – conclude Pasham – una stella di neutroni o un buco nero non più pesante di 800 masse solari. Per questo motivo possiamo affermare che il segnale non può essere stato emesso da un buco nero intermedio». Oltre a individuare la fonte di questo particolare segnale, Pasham afferma che le analisi a raggi X degli Fbot e di altri fenomeni ultraluminosi potrebbero essere un nuovo strumento per studiare nel dettaglio i buchi neri appena nati.

Crediti foto: The Cow, R. Margutti/W. M. Keck Observatory

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