Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” descrive una ricerca sulle conseguenze della fusione tra due stelle di neutroni osservata sia nell’emissione di onde elettromagnetiche che di onde gravitazionali. Un team di ricercatori guidato da Kunal Mooley del National Radio Astronomy Observatory (NRAO) statunitense ha usato il Very Large Array (VLA) assieme all’Australia Telescope Compact Array e al Giant Metrewave Radio Telescope in India per tre mesi a partire dall’inizio di settembre per rilevare le onde radio emesse dall’evento all’origine delle onde gravitazionali registrate il 17 agosto 2017 nell’evento chiamato GW170817.

Quell’evento non ha costituito la prima rilevazione di onde gravitazionali ma ha rappresentato un balzo in avanti in una nuova branca dell’astronomia perché è stato il primo osservato anche nelle onde elettromagnetiche con una notevole quantità di strumenti coinvolti e rilevazioni di frequenze elettromagnetiche molto diverse. Il lavoro combinato tra la collaborazione LIGO/VIRGO e una serie di organizzazioni scientifiche ha costituito un evento straordinario nella storia della ricerca. Tuttavia, quell’evento ha lasciato aperte varie questioni oggetto di ricerche successive.

L’evento GW170817 aveva provocato un’esplosione chiamata kilonova, ma che conseguenze ha avuto? Gli autori di questa nuova ricerca hanno cercato di capirlo osservando con tre radiotelescopi l’area in cui è avvenuta la fusione tra due stelle di neutroni. Negli anni scorsi vari modelli teorici erano stati proposti ma erano basati su un concetto che fino a quell’evento era anch’esso teorico. Finalmente una kilonova è stata individuata e le osservazioni successive hanno fornito qualche risposta.

Innanzitutto, le onde radio generate dall’evento GW170817 sono state rilevate assieme ai raggi X solo il 2 settembre, oltre due settimane dopo le onde gravitazionali e questo è già un fatto significativo. Un altro fattore chiave in questa ricerca è costituito dall’intensificazione di queste emissioni elettromagnetiche con il passare dei giorni.

Secondo i ricercatori, queste caratteristiche hanno permesso di capire cosa sia successo dopo la kilonova. I dati raccolti dalle tante osservazioni effettuate avevano permesso di accertare che i getti generati dal disco formato dai materiali espulsi dopo la fusione tra le due stelle di neutroni non erano allineati con la Terra. Ciò spiega perché le emissioni di onde radio e raggi X siano stati rilevati ben dopo le onde gravitazionali.

I dubbi erano tra due scenari diversi. Nello scenario illustrato nella parte sinistra dell’immagine, un getto di materiale che si muove quasi alla velocità della luce viene proiettato dall’area di collisione contro una sfera di materiale inizialmente espulsa dall’esplosione. Se osservata da un angolo fuori asse rispetto al getto, l’emissione a lungo termine di onde radio e raggi X dovrebbe indebolirsi.

Nello scenario illustrato nella parte destra dell’immagine, il getto non riesce ad attraversare il guscio dei detriti dell’esplosione, invece trascina il materiale in un ampio “bozzolo”, che assorbe l’energia del getto ed emette raggi X e onde radio su un angolo più ampio. In questo caso, le emissioni di onde radio e raggi X crescono d’intensità.

Le rilevazioni, comprese quelle più recenti di raggi X compiute con l’osservatorio spaziale Chandra della NASA, confermano lo scenario con il bozzolo. Nel cuore di quel bozzolo probabilmente si è formato un buco nero che ha cominciato a riprendersi i materiali espulsi nella kilonova.

La rivista “Science” ha incoronato l’evento GW170817 come scoperta scientifica dell’anno per tutti i progressi che ha portato e porterà all’astronomia e all’astrofisica. La ricerca che ha confermato il modello a bozzolo è uno dei primi progressi e tra le implicazioni c’è la possibilità che in futuro sia possibile rilevare molte più fusioni di quel tipo per sviluppare vecchia e nuova astronomia.