Scienza

Stella di neutroni o buco nero? Captate onde gravitazionali da un oggetto "impossibile"!

Rilevate le onde gravitazionali di un corpo celeste con massa "impossibile", maggiore di quella di una stella di neutroni e minore di un buco nero.

Di solito la spettacolare fine di una stella - una supernova - si conclude in due modi possibili: lasciandosi alle spalle una stella di neutroni o un buco nero. Dipende dalla massa dell'astro iniziale: se è molto massiccio evolverà in un buco nero, se invece la sua massa è sotto una certa soglia, una possibilità è che si trasformi in una stella di neutroni, un oggetto di densità talmente elevata, che un solo cucchiaino di esso potrebbe pesare 10 milioni di tonnellate.

La più pesante stella di neutroni osservata non supera le 2,5 masse solari; il buco nero meno massiccio mai individuato ha comunque 5 volte la massa solare. Nel mezzo, ci sono oggetti teorizzati ma mai localizzati finora, corpi celesti di massa intermedia ("mass gap"). Ora, la collaborazione internazionale LIGO-Virgo avrebbe trovato uno di questi abitanti "ibridi" dell'Universo, come si legge in un articolo su The Astrophysical Journal Letters.

La massa dei buchi neri rilevati attraverso osservazioni elettromagnetiche (viola) o onde gravitazionali (blu) e delle stelle di neutroni trovate nello spettro elettromagnetico (giallo) o con onde gravitazionali (arancioni). Al centro del grafico è schematizzata la collisione che ha dato origine al treno di onde gravitazionali GW190814. © LIGO-Virgo/ Frank Elavsky & Aaron Geller (Northwestern)

Un'osservazione da record. L'oggetto misterioso, di 2,6 masse solari, è stato individuato il 14 agosto 2019: i due rilevatori negli USA e a Cascina (Pisa) ne hanno captato le onde gravitazionali, generate durante la collisione con un buco nero di 23 masse solari, ossia 9,2 volte più massiccio dell'enigmatico compare. L'evento dal nome scientifico di GW190814 è storico per due ragioni: perché vede protagonista un oggetto che è o la più massiccia stella di neutroni o il buco nero più leggero mai scoperto, e perché ha uno sbilanciamento tra masse coinvolte mai visto prima. La sua rilevazione potrebbe però significare che oggetti intermedi di questo tipo sono più diffusi di quanto si credesse.

Siamo solo all'inizio. Il corpo celeste potrebbe essere un buco nero poco massiccio ma anche la più pesante stella di neutroni, poiché nessuna possibilità è al momento da escludersi: dopo la collisione con un buco nero più grande l'oggetto del mistero non esiste più, ma future rilevazioni di onde gravitazionali potrebbero far luce su questi corpi celesti di massa intermedia. Qualunque sia la risposta sarà necessario rivedere le teoria sulla formazione e sulla fisica delle entità "mass gap".

Sfortunatamente, non è stato possibile ricollegare GW190814 ad alcun evento astronomico osservabile. Diversamente dalla coalescenza tra stelle di neutroni GW170817, uno degli eventi astronomici meglio documentati di sempre, questa collisione è avvenuta sei volte più lontano, un fatto che ha reso più difficili le osservazioni. La vera natura di questo oggetto di massa ibrida rimarrà pertanto un mistero, finché la prossima rilevazione non farà luce, retroattivamente, sulla sua identità.

24 giugno 2020 Elisabetta Intini
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