Vista nell'universo una "fabbrica" di oro e platino dalla collisione tra due stelle di neutroni

Lunedì 16 Ottobre 2017 di Enzo Vitale
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Nuove scoperte sulle onde gravitazionali

In uno dei più torridi agosto che l'Italia ricordi, Stefano Covino, primo ricercatore dell'Osservatorio di Brera, aveva temporaneamente lasciato la sua principale occupazione di astronomo per dedicarsi ai suoi due bimbi. Tre giorni prima, il giorno 14, c'era stata la rivelazione di onde gravitazionali captata anche da Virgo, scoperta che aveva fatto il giro del mondo.

«Pensavo che il peggio fosse passato, credevo mi attendesse un periodo di tranquillità -commenta l'astrofisico lombardo-, ma alle 14,41 l'improvviso squillare di allarmi e avvisi sul mio cellulare, segnali provenienti da una nostra App dedicata, aveva posto fine ai miei sogni estivi».

Cosa mai stava accadendo?

Una nuova e formidabile scoperta: la  rivelazione di onde gravitazionali generate non da una collisione fra buchi neri, bensì dallo scontro di due stelle di neutroni della massa di circa il 20 e il 60 per cento del nostro Sole ma non più grandi della città di Milano. Il “botto” ha generato le onde gravitazionali più vicine mai rivelate fin ad ora. Ma c'è di più: oltre ad essere state registrate, le onde sono state anche osservate per la prima volta attraverso una serie di strumenti posizionati in orbita, nei vari punti del pianeta e dagli strumenti dell'Eso (European southern observatory) nel deserto di Atacama.
 


L'ORARIO CLOU, MA E' ACCADUTO 130 MILIONI DI ANNI FA
Erano circa le 14.41 ora italiana quando Ligo, la rete di interferometri posizionata negli Usa, registra l'evento. Meno di due secondi dopo, la conferma del fenomeno arriva dall’osservatorio spaziale Fermi della Nasa con il suo strumento Gbm (Gamma-ray Burst Monitor) che invia informazioni a tutti i ricercatori coinvolti nel progetto e, di conseguenza, interrompe la tranquillità anche al nostro Stefano Covino.
«In realtà -prosegue lo scienziato dell'Inaf- sapevamo che prima o poi avremmo registrato un fenomeno così sensazionale, ma eravamo scettici sui tempi. Non ritenevamo di osservarlo a soli tre giorni dall'altra scoperta».

(Stefano Covino, primo ricercatore presso l'Osservatorio Inaf di Brera)

IL FENOMENO GENERA SUPER MINIERA D'ORO, DA DOVE ARRIVA
Il fenomeno si è generato in una zona periferica della galassia ellittica (una specie di forma a cocomero) NGC 4993 nella costellazione dell'Idra, a circa 130 milioni di anni luce dalla Terra. Due stelle di neutroni, che altro non sono che il residuo dell’esplosione in supernovae di due stelle massicce, si sono fuse originando onde gravitazionali, ma anche lampi gamma: i cosiddetti ray burst che possono durare  pochi millisecondi. Inoltre, scoperta nella scoperta, l'impatto delle due stelle ha generato un’esplosione astronomica definita “kilonova” (o macronova, un oggetto mille volte più luminoso di una nova classica ma non di una supernova). Predette più di 30 anni fa, questa è la prima volta che si raccoglie una chiara e definitiva prova dell’esistenza delle kilonovae (parzialmente osservate nel 2013 da Hubble). «Durante l’esplosione di una kilonova -stavolta è l'astronomo Inaf Paolo D'Avanzo a parlare- si formano elementi chimici pesanti e così nascono oro, platino ed elementi più pesanti del ferro». Una miniera spaziale a diversi anni luce dalla Terra in cui è contenuto tanto oro quanto dieci volte la massa del nostro pianeta. Peccato sia una località ancora irrangiungibile.

(La galassia NGC 4993 in due momenti diversi: nell'immagine a destra l'esplosione della kilonova risultante dalla fusione di due stelle di neutroni. Crediti: ESO/N. R. Tanvir, A. J. Levan e la collaborazione VIN-ROUGE)


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ITALIA SUPERSTAR
Dopo la prima rilevazione ad opera sia di Ligo che Virgo, proprio l'interferometro posizionato in Italia, a Cascina,  ha  permesso di localizzare l'area di provenienza di GW170817 (così definita dal suo acronimo Gravitanional Wave del 17 agosto 2017)  in una regione periferica della galassia NGC 4993.
Dalla rilevazione elettromagnetica alla osservazione visuale il passo è stato breve e così anche i grandi telescopi dell’ESO hanno potuto testimoniare l'evento grazie alla presenza degli astronomi italiani, Elena Pian, Paolo D’Avanzo e Stefano Covino dell’Inaf, e poi effettuare le prime analisi spettrali della kilonova.

(Gli astronomi dell'Inaf Elena Pian e Paolo D'Avanzo)

PARLANO I PROTAGONISTI
Paolo D'Avanzo: «Era la settimana di Ferragosto, e contrariamente a quello che facevo ogni anno, stavolta avevo deciso di lavorare. Ero convinto che sarebbe stata la settimana più tranquilla della mia vita. A un certo punto sul mio telefonino scatta l'allarme della App e dico: caspita l'Universo si sta dando da fare in questi uiltimi giorni. Controllo le mail e leggo che la rilevazione poteva esser avvenuta dallo scontro di due stelle di neutroni. Che ci sia uno di questi oggetti per noi astronomi fa tutta la differenza del mondo. In questo caso l'evento è osservabile».

(Il segnale rilevato sia dal satellite Fermi che da Integral)

CHI HA OSSERVATO IL FENOMENO
Si è trattato di un fenomeno abbastanza breve, circa 100 secondi, ma è avvenuto in una galassia relativamente vicina, quindi c'è stata la possibilità di captarlo in multifrequenza: dall’ultravioletto all’infrarosso fino ai telescopi ottici. Quindi i grandi testimoni dell'evento sono stati gli interferometri Ligo (Usa), Virgo (Italia); i telescopi terrestri Rem (Rapid Eye Mount  a  La Silla in Cile), Vlt ( Very Large Telescope che è l’osservatorio astronomico più all’avanguardia del mondo nella banda visibile anch'esso in Cile), Vst (Survey Telescope è un telescopio che  lavora dall'ultravioletto all'ottico), il Vla (Very Large Array a Socorro nel Nuovo Mexico) e lo Swope (telescopio polacco in Cile). Gli altri strumenti utilizzati per le osservazioni sono stati i telescopi spaziali Fermi, Integral, Swift, Chandra, Hubble e l'italiano Agile. Altri grandi protagonisti della scoperta gli oltre 3.500 scienziati che in tutto il mondo hanno partecipato alle osservazioni con gli strumenti a loro  disposizione.

IL LIBRO SULLE ONDE GRAVITAZIONALI
In Italia, a cura dell'astrofisico Christian Corda, è disponibile un interessante volume dal titolo: Onde gravitazionali, la scoperta del secolo, PM edizioni. Di natura prettamente divulgativa,  si parla in maniera molto comprensibile di teoria della relatività generale,  dei progetti LIGO e Virgo, attraverso vari aneddoti ed i vari tentativi di rivelare le onde gravitazionali. «Siamo di fronte a unevento epocale -commenta proprio l'autore del volume che è  docente presso il Research Institute for Astronomy & Astrophysics of Maragha, in Iran-. Si tratta di un passo  avanti per la realizzazione dell'ancora più importante “astronomia multi-messenger” ossia la correlazione tra le osservazioni provenienti dalle onde elettromagnetiche, dai neutrini e dalle onde
gravitazionali.  In tal modo saremo in grado di fare un incredibile salto di qualità riguardo la nostra conoscenza dell’Universo».

L'ANNUNCIO UFFICIALE
A rendere pubblico l'evento ci hanno pensato tre distinte conferenze stampa:  a Washington organizzata dalla collaborazione scientifica LIGO-VIRGO presso la National Science Foundation (NSF); a Monaco presso la sede dell'European Southern Observatory (ESO) nel suo quartier generale di Garching e, infine, a Venezia con l'incontro organizzato dalla European Space Agency (ESA).
Insomma quel mattino di 130 milioni di anni fa aveva l'oro in bocca.


(Il telescopio Rem a La Silla in Cile)

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Ultimo aggiornamento: 18 Ottobre, 19:52 © RIPRODUZIONE RISERVATA