Lo scontro di due stelle di neutronoi, oltre a generare un buco nero, ha prodotto anche un getto di materia che apparentemente è stato visto muoversi sette volte più veloce della luce.
Le stelle di neutroni sono astri degeneri, di svariate volte la massa del Sole concentrata in una sfera di una ventina di chilometri di diametro. A questa densità inimmaginabile, un cucchiaino di materiale superficiale peserebbe almeno 4 miliardi di tonnellate sulla Terra.
Quando due di queste stelle si scontrano frontalmente, increspano il tessuto stesso del tempo e dello spazio in un fenomeno chiamato onde gravitazionali, che può essere misurato dai rilevatori a terra.
L’evento esplosivo, denominato GW170817, è stato osservato nell’agosto 2017. L’esplosione ha rilasciato l’energia paragonabile a quella di un’esplosione di supernova. È stata la prima rilevazione combinata di onde gravitazionali e radiazioni gamma da una fusione di stelle di neutroni.
Gli astronomi che utilizzano il telescopio spaziale Hubble della NASA hanno effettuato una misurazione unica che indica che un getto, che attraversa lo spazio a velocità superiori al 99,97% della velocità della luce, è stato spinto dalla titanica collisione tra due stelle di neutroni.
L’evento esplosivo, denominato GW170817, è stato osservato nell’agosto 2017. L’esplosione ha rilasciato l’energia paragonabile a quella di un’esplosione di supernova. È stata la prima rivelazione combinata di onde gravitazionali e radiazioni gamma da una fusione binaria di stelle di neutroni.
Le conseguenze di questa fusione sono state viste collettivamente da 70 osservatori in tutto il mondo e nello spazio, attraverso un’ampia fascia dello spettro elettromagnetico oltre al rilevamento delle onde gravitazionali.
Gli scienziati hanno rapidamente puntato Hubble sul sito dell’esplosione solo due giorni dopo. Le stelle di neutroni sono collassate in un buco nero la cui potente gravità ha iniziato attrarre a sé materiale, formando un disco che girava rapidamente e generava getti che si spostavano verso l’esterno dai suoi poli.
Anche se l’evento ha avuto luogo nel 2017, ci sono voluti diversi anni perché gli scienziati trovassero un modo per analizzare i dati di Hubble e i dati di altri telescopi per dipingere un quadro completo.
L’osservazione di Hubble è stata combinata con osservazioni di più radiotelescopi della National Science Foundation che lavorano insieme per l’interferometria di base molto lunga (VLBI). I dati radio sono stati presi 75 giorni e 230 giorni dopo l’esplosione.
Gli astronomi hanno utilizzato i dati di Hubble insieme ai dati del satellite Gaia dell’ESA (l’Agenzia spaziale europea), oltre a VLBI, per ottenere un’estrema precisione.
Combinando le diverse osservazioni, sono stati in grado di individuare il sito dell’esplosione. La misurazione di Hubble ha mostrato che il getto si muoveva ad una velocità apparente di sette volte la velocità della luce. Le osservazioni radio mostrano che il getto in seguito aveva decelerato a una velocità apparente di quattro volte più veloce della velocità della luce.
In realtà, nulla può superare la velocità della luce, quindi questo movimento “superluminale” è un’illusione. Poiché il getto si sta avvicinando alla Terra quasi alla velocità della luce, la luce che emette in un secondo momento ha una distanza più breve da percorrere.
In sostanza il getto sta inseguendo la propria luce. In realtà è passato più tempo tra l’emissione della luce da parte del getto di quanto pensi l’osservatore. Ciò fa sì che la velocità dell’oggetto sia sovrastimata, in questo caso apparentemente superiore alla velocità della luce.
Questo lavoro apre la strada a studi più precisi sulle fusioni di stelle di neutroni, rilevate dagli osservatori di onde gravitazionali LIGO, Virgo e KAGRA.
Al momento c’è una discrepanza tra i valori costanti di Hubble stimati per l’universo primordiale e l’universo vicino – uno dei più grandi misteri dell’astrofisica di oggi.
I diversi valori si basano su misurazioni estremamente precise delle supernove di tipo Ia da parte di Hubble e di altri osservatori e sulle misurazioni del fondo cosmico a microonde da parte del satellite Planck dell’ESA. Più osservazioni dei getti relativistici potrebbero aggiungere informazioni per gli astronomi che cercano di risolvere il puzzle.
Immagine: Elizabeth Wheatley (STScI)
