Rappresentazione dell'artista di una fusione binaria di stelle di neutroni.
(Immagine: © National Science Foundation / LIGO / Sonoma State University / A. Simonnet)
HONOLULU - Per la seconda volta in assoluto, il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ha individuato due resti stellari ultradense noti come stelle di neutroni che si infrangono violentemente insieme. Il onda gravitazionale L'evento sembra essere stato generato da entità particolarmente massicce che sfidano i modelli astronomici di stelle di neutroni.
LIGO ha fatto la storia due anni e mezzo fa, quando l'osservatorio ha rilevato la sua prima coppia di stelle di neutroni - oggetti delle dimensioni di una città lasciati indietro quando muore una stella gigante - che si arrotolano l'uno attorno all'altro e poi si fondono. Quando oggetti estremamente pesanti si piegano e si rompono in questo modo, creano increspature nel tessuto dello spazio-tempo e LIGO è stato appositamente progettato per raccoglierli.
Il nuovo evento è stato osservato il 25 aprile 2019, durante la terza serie di osservazioni di LIGO, che è in corso. Il team di LIGO ha determinato che la massa totale del stella di neutroni la coppia era 3,4 volte quella del sole della Terra.
I telescopi non hanno mai visto una coppia di stelle di neutroni con una massa combinata maggiore di 2,9 volte quella del sole.
"Questo è chiaramente più pesante di qualsiasi altra coppia di stelle di neutroni mai osservata", ha detto Katerina Chatziioannou, astronoma del Flatiron Institute di New York City, durante una conferenza stampa lunedì (6 gennaio) qui alla 235a riunione dell'American Astronomical Società di Honolulu.
I ricercatori non possono escludere che le entità risultanti dalla fusione fossero effettivamente leggere buchi neri o un buco nero abbinato a una stella di neutroni, ha aggiunto. Ma neanche i buchi neri di così piccola statura erano mai stati osservati prima.
Perché i precedenti telescopi non siano riusciti a rilevare le coppie di stelle di neutroni, questo massiccio rimane un mistero, ha detto Chatziioannou. Ma ora che gli astronomi sanno che esistono simili animali, spetterà ai teorici spiegare perché questi oggetti sembrano apparire solo nei rivelatori di onde gravitazionali, ha detto. UN carta con i risultati della sua squadra è impostato per apparire in The Astrophysical Journal Letters.
Ogni volta che LIGO rileva un potenziale rilevamento, l'osservatorio invia un allarme alla più ampia comunità astronomica e quei ricercatori addestrano immediatamente i telescopi disponibili sul punto nel cielo che le strutture identificano nella speranza di catturare un lampo elettromagnetico. Dopo la prima identificazione da parte di LIGO di una fusione di stelle di neutroni, un'esplosione di raggi gamma ha detto agli scienziati che la fusione si è verificata in una vecchia galassia a circa 130 milioni di anni luce dalla Terra. Questo ha aperto un'era di astronomia multimessenger, in cui i ricercatori hanno accesso a molte fonti di informazioni sugli avvenimenti celesti.
Ma questo evento appena rilevato sembra essersi verificato senza un'esplosione visibile di accompagnamento. Finora, nessun altro team ha trovato un lampo di luce che è scoppiato contemporaneamente alla fusione della stella di neutroni.
Uno dei motivi è che, su tre rilevatori di onde gravitazionali operative al mondo, solo uno - la struttura LIGO a Livingston, in Louisiana - è stato in grado di individuare l'evento. All'epoca l'osservatorio di LIGO Hanford, Washington, era temporaneamente offline, mentre il rivelatore europeo della Vergine, situato vicino a Pisa, in Italia, non era abbastanza sensibile da catturare le deboli onde gravitazionali, hanno detto i ricercatori.
La rete LIGO-Virgo normalmente utilizza i tre rivelatori come controllo reciproco per assicurarsi che un evento sia reale e per triangolare e individuare l'evento sul cielo. Quindi, con una sola struttura, il meglio che gli scienziati potrebbero determinare è che la fusione è avvenuta a più di 500 milioni di anni luce di distanza dalla Terra in una regione che copre circa un quinto del cielo.
Tuttavia, le tre strutture hanno funzionato abbastanza a lungo ora che i ricercatori possono distinguere accuratamente tra un segnale falso e uno reale, anche con un solo rivelatore. Il team comprende abbastanza bene le sue fonti di rumore che è "sicuro che si tratti di un vero segnale di origine astrofisica", ha affermato Chatziioannou.
Quando le stelle di neutroni si sono fuse, sono crollate in un buco nero, e così Chatziioannou ha suggerito che il gigantesco buco nero è stato creato così rapidamente che ha risucchiato eventuali lampi di luce in uscita, spiegando potenzialmente la mancanza di un componente visibile. Un'altra possibilità è che qualsiasi getto di energia fosse semplicemente orientato lontano dalla Terra quando veniva espulso dal sistema, ha detto.
Gli astronomi continueranno a studiare l'evento, nonché le successive occorrenze di onde gravitazionali. Tra poche settimane, un nuovo rilevatore dovrebbe essere online in Giappone, aiutando gli scienziati rilevare e individuare ancora più onde gravitazionali.
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