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Cronaca di un altro storico annuncio

Rappresentazione artistica della fse finale di avvicinamento tra due stelle di neutroni, con emissione di energia in varie forme, oltre alla produzione di elementi più pesanti del Ferro (come oro e platino)
Rappresentazione artistica della fse finale di avvicinamento tra due stelle di neutroni, con emissione di energia in varie forme, oltre alla produzione di elementi più pesanti del Ferro (come oro e platino) Crediti: NSF/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet

Per la prima volta rivelate onde gravitazionali, luce e raggi gamma da due stelle di neutroni in collisione; è l'inizio dell'astronomia "multimessage"!

 Il 17 agosto 2017, solo 3 giorni dopo la rivelazione del questo segnale da black-hole merging (GW170814, di cui abbiamo già parlato), i tre interferometri LIGO e Virgo hanno rilevato onde gravitazionali con una forma diversa dalle precedenti. Questo evento, denominato GW170817, è stato seguito, circa due secondi più tardi, da un lampo di raggi gamma rivelato dal satellite americano Fermi e dall'europeo INTERAL, proveniente dalla stessa zona di cielo. Nel giro di 12 ore, anche molti telescopi ottici (tra cui gli VISTA e VST dell'ESO e l'taliano REM) hanno osservato nella stessa zona una nuova sorgente di luce visibile e infrarossa, molto vicina alla galassia NGC 4993. Nei giorni successivi, un segnale è stato rivelato anche da Chandra nei raggi X e, successivamente, da VLA nelle onde radio. Anche ALMA e Hubble Space Telescope hanno fornito preziose osservazioni e non è escluso che, a breve, arrivino informazioni utili anche dai rivelatori di neutrini.

"Ci sono rare occasioni in cui uno scienziato ha la possibilità di assistere all'inizio di una nuova era", ha commentato l'italiana Elena Pian, astronoma all'INAF e prima autrice di uno degli articoli pubblicati da Nature. "E questo è uno di quei momenti!"

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Il segnale visto da Ligo (in ascisse il tempo, in ordinate la frequenza) - Credits: LIGO collaboration 

 Il segnale visto dalle antenne LIGO era molto chiaro e corrispondeva a quello atteso per un evento di merging di stelle di neutroni, con una durata nettamente maggiore al "chirp" osservato nel caso della fusione di buchi neri; Virgo ha registrato un segnale meno chiaro a causa dello sfavorevole orientamento dei bracci dell'interferometro, comunque sufficiente a stabilire la direzione di provenienza in un'area di cielo abbastanza circoscritta da potre fare una ricerca efficace tramite telescopi e satelliti astronomici, come mostrato nella figura sottostante.

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Posizione della sorgente nella volta celeste, stimata tramite le onde gravitazionali e tramite i satelliti in raggi gamma (a sinistra) e in confronto ai precedenti segnali gravitazionali (a destra)

 La distanza della galassia ellittica che ospita la sorgente è stimata in 130 milioni di anni luce e di conseguenza si tratta della sorgente di onde gravitazionali più vicina osservata finora; del resto, dato che si tratta di un evento meno energetico di quello con due buchi neri, era necessario che fosse più vicino per poterlo rivelare. La controparte ottica della presunta sorgente di onde gravitazionali è visibile nell'immagine sottostante, in alto a sinistra rispetto al nucleo della galassia (che appare al centro ed è attorniato da nubi rossastre di gas).

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La galassia NGC 4993, ripresa con lo strumento MUSE montato sul VLT (Very Large Telescope) in Cile - credit: ESO

 Come ipotizzato già 30 anni fa, questi eventi di fusione possono portare alla formazione di una "kilonova", una esplosione molto più potente di una nova con reazioni di "arricchimento rapido di neutroni" molto efficienti nel produrre e espellere grandi quantità di elementi pesanti, oltre il Ferro. In effetti, si stima che questo evento abbia prodotto e scagliato nello spazio l'equivalente di 10 masse terresti sottoforma di oro! Prima di cadere una sull'altra a causa della dissipazione di energia sottoforma di onde gravitazionali, le due stelle di neutroni devono avere ruotato una attorno all'altra per ben 11 miliardi di anni, essendosi formate solo 2 miliardi di anni dopo il big bang.

 

Riferimenti:
http://www.media.inaf.it/2017/10/16/spettro-kilonova/
https://www.ligo.caltech.edu/page/press-release-gw170817
http://www.eso.org/public/italy/news/eso1733/

 

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

Sito web: https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58
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2 commenti

  • Link al commento Marco Di Lorenzo (DILO) Sabato, 21 Ottobre 2017 15:02 inviato da Marco Di Lorenzo (DILO)

    Leopoldo, rispondo ora perché prima non ho avuto tempo:
    1) Sicuramente l'evento era estremamente energetico e, anche se non ho dati esatti sull'intensità dei raggi gamma/X emessi (che sono i più pericolosi per le forme di vita), direi che sarebbe meglio abitare al di fuori della galassia in cui ciò avviene; teniamo comunque presente che il fascio di radiazioni ad alta energia aveva anche una certa direzionalità.
    2) il secondo grafico pubblicato nell'articolo rappresenta proprio la frequenza del segnale di onda gravitazionale al variare del tempo; anche se non sono riportate le scale dei tempi e delle frequenza, sappi che il segnale visto dalle antenne Ligo è durato circa 100 secondi, durante i quali la frequenza è salita da un valore iniziale sui 24 Hz fin oltre i 200 Hz, un attimo prima della fusione, per un totale di circa 3000 oscillazioni sinusoidali; queste frequenze sono pari al doppio di quella con cui le due stelle di neutroni orbitavano una intorno all'altra, perciò Ligo le ha "viste" compiere circa 1500 rivoluzioni mentre spiraleggiavano e la loro energia potenziale si trasformava in onde gravitazionali!

  • Link al commento leopoldo Mercoledì, 18 Ottobre 2017 15:26 inviato da leopoldo

    alcune curiosità:
    questo sistema individua le regioni che vengono perturbate, cioé si sconsiglia di andare in gita se fosse possibile, vero?
    dati eventi del genere quale sarebbe il limite minimo di sicurezza?
    Dato che sono descritte come onde, quale è la frequenza della sinusoide, se si possono rappresentare in un grafico ?

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