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Una kilonova nell’occhio di Chandra

L’osservatorio a raggi X Chandra della Nasa ha raccolto dati sulla kilonova associata all’emissione Gw170817, rilevata dagli osservatori Ligo e Virgo il 17 agosto 2017. Gw170817 è stato il primo – e finora unico – evento cosmico in cui sono state rilevate sia le onde gravitazionali sia la radiazione elettromagnetica, o luce. Questa combinazione fornisce agli scienziati informazioni critiche sulla fisica delle fusioni di stelle di neutroni e sui fenomeni correlati. Chandra è l’unico osservatorio ancora in grado di rilevare la luce di questa straordinaria collisione cosmica, più di quattro anni dopo l’evento originale.

Subito dopo la fusione di due stelle di neutroni, i detriti generano luce visibile e infrarossa dal decadimento di elementi radioattivi come platino e oro. Questa esplosione di luce è chiamata kilonova. Nel dettaglio, la luce visibile e l’emissione infrarossa sono state rilevate da Gw170817 diverse ore dopo le onde gravitazionali.

Inizialmente la fusione di stelle di neutroni ha prodotto un getto di particelle ad alta energia che non era puntato direttamente sulla Terra. Successivamente, il getto è stato rallentato dal gas e dalle polveri cosmiche. Questi cambiamenti hanno causato un aumento dei raggi X osservato da Chandra, seguito da un calo all’inizio del 2018. Tuttavia, dalla fine del 2020, i raggi X rilevati dalla sonda sono rimasti a un livello quasi costante. L’immagine in apertura – realizzata grazie ai dati raccolti a dicembre 2020 e gennaio 2021 – mostra l’emissione di raggi X da Gw170817 e dal centro della sua galassia ospite, Ngc 4993.

I ricercatori ritengono che l’emissione costante dei raggi X derivi da uno shock che si è verificato quando i detriti della fusione responsabili della kilonova hanno colpito il gas intorno a Gw170817. Il materiale riscaldato da un tale shock brillerebbe costantemente ai raggi X mostrando un bagliore residuo di kilonova. Gli astronomi hanno fornito una seconda spiegazione del fenomeno. Quest’ultima suggerisce che i raggi X provengano da materiale che cade al centro di un buco nero, nato dopo la fusione delle stelle di neutroni.

Per distinguere tra le due spiegazioni, gli astronomi continueranno a monitorare Gw170817 nei raggi X e nelle onde radio. Se si tratta di un bagliore residuo di kilonova, si prevede che l’emissione radio possa diventare più luminosa nel tempo e possa essere rilevata di nuovo nei prossimi mesi o anni. Se invece il fenomeno dipende da un buco nero appena formato, l’emissione di raggi X dovrebbe rimanere stabile o diminuire rapidamente e nel corso del tempo non verrà rilevata alcuna emissione radio. 

Credit foto: la kilonova osservata da Chandra, X-ray: Nasa/Cxc/Northwestern Univ./A. Hajela et al.; Illustration: Nasa/Cxc/M.Weiss

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