Gli astronomi della Northwestern University potrebbero aver scoperto per la prima volta il bagliore residuo di una kilonova.
Una kilonova (stella) viene creata quando due stelle di neutroni - uno degli oggetti più densi dell'universo - si fondono, creando un'esplosione 1.000 volte più luminosa di una nova classica.
In questo caso, uno stretto getto fuori asse di particelle ad alta energia ha accompagnato l'evento di fusione, chiamato GW170817. Tre anni e mezzo dopo la fusione, il jet è scomparso, rivelando una nuova fonte di misteriosi raggi X.
Come spiegazione principale per la nuova sorgente di raggi X, gli astrofisici ritengono che l'espansione dei detriti dalla fusione abbia generato un'onda d'urto simile al boom sonico di un aereo supersonico.
Questo impatto ha quindi riscaldato i materiali circostanti, che hanno generato raggi X noti come bagliore residuo della kilonova. Una spiegazione alternativa è che i materiali che cadono nel buco nero formato dalla fusione di stelle di neutroni hanno causato l'emissione di raggi X.
Ognuno di questi scenari sarà il primo in quest'area.
Siamo entrati in un territorio inesplorato studiando gli effetti delle fusioni di stelle di neutroni, ha affermato Aprajita Khajela della Northwestern, che ha guidato il nuovo studio. Stiamo osservando per la prima volta qualcosa di nuovo e insolito. Questo ci dà l'opportunità di studiare e comprendere nuovi processi fisici che non sono stati osservati prima.
L'evento del 17 agosto 2017 GW170817 è passato alla storia come la prima fusione di stelle di neutroni rilevata sia dalle onde gravitazionali che dalla radiazione elettromagnetica (o luce). Da allora, gli astronomi hanno utilizzato telescopi in tutto il mondo e nello spazio per studiare questo evento nello spettro elettromagnetico.
Utilizzando l'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA, gli astronomi hanno osservato l'emissione di raggi X di un getto che si muove a una velocità vicina a quella della luce che si verifica quando le stelle di neutroni si fondono.
Dall'inizio del 2018, l'emissione di raggi X del jet si è costantemente indebolita poiché il jet ha continuato a rallentare ed espandersi. Gli scienziati hanno quindi notato che da marzo 2020 fino alla fine del 2020 la diminuzione della luminosità si è interrotta e l'emissione di raggi X è stata approssimativamente costante in luminosità.
Questo era un indizio importante.
Il fatto che i raggi X abbiano smesso di sbiadire rapidamente è stata la nostra migliore prova che qualcosa di diverso da un getto è stato trovato in questa fonte nei raggi X, affermano gli scienziati. Sembra che sia necessaria una sorgente di raggi X completamente diversa per spiegare ciò che vediamo.
I ricercatori ritengono che il bagliore residuo di una kilonova, o buco nero, si nasconda probabilmente dietro i raggi X. Nessuno degli scenari è stato osservato in precedenza.
Per distinguere tra queste due spiegazioni, gli astronomi continueranno a monitorare GW170817 nei raggi X e nelle onde radio. Se questo è il bagliore residuo di una stella kilon, si prevede che le emissioni di raggi X e radio diventeranno più luminose nei prossimi mesi o anni.
Se la spiegazione prevede che la materia cada in un buco nero appena formato, l'emissione di raggi X deve rimanere costante o diminuire rapidamente e nel tempo non verrà rilevata alcuna emissione radio.
Ulteriori studi su GW170817 potrebbero avere implicazioni di vasta portata, affermano gli scienziati. Il rilevamento di un bagliore residuo di una kilonova significa che la fusione non ha portato alla formazione immediata di un buco nero. In alternativa, questo oggetto potrebbe dare agli astronomi l'opportunità di studiare come la materia cade in un buco nero diversi anni dopo la sua nascita.
Lo studio sarà pubblicato in: The Astrophysical Journal Letters. arxiv.org/abs/2104.02070
2022-03-01 15:45:43
Autore: Vitalii Babkin