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Miniera d’oro e platino nello spazio: si apre l’era dell’astronomia multimessaggero

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Miniera d’oro e platino nello spazio: si apre l’era dell’astronomia multimessaggero

ROMA –  Miniera d’oro e platino nello spazio: si apre l’era dell’astronomia multimessaggero. La fusione di due stelle di neutroni è stata osservata per la prima volta dagli interferometri della collaborazione internazionale Ligo-Virgo e contemporaneamente da 70 osservatori a terra e dagli osservatori spaziali. Gli scienziati per la prima volta sono in grado sia di ascoltare i “messaggi” che provengono dall’universo, tramite le onde gravitazionali, che quelli ottici, come i lampi gamma e altre radiazioni elettromagnetiche.

La grande esplosione ha prodotto sia onde gravitazionali, che onde elettromagnetiche ed elementi chimici pesanti, come oro e platino. Una vera e propria miniera d’oro è stata scoperta così nello spazio dagli scienziati e l’annuncio è stato dato in contemporanea in Italia, Europa e Usa. D’altronde, proprio gli scienziati italiani hanno rivestito un ruolo cruciale nella scoperta, che ha coinvolto Infn, Inaf e Asi.

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.

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).

I risultati sono stati 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.

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.

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.

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