Cosmic Gold Factory: una kilonova produce elementi molto pesanti mille volte la massa della Terra

Gli scienziati hanno collegato un’esplosione molto insolita di luce ad alta energia proveniente da una galassia vicina a una fusione di stelle di neutroni

Gli scienziati hanno collegato un’esplosione molto insolita di luce ad alta energia proveniente da una galassia vicina a una fusione di stelle di neutroni.

L’evento, rilevato nel dicembre 2021, è stato un lampo di raggi gamma, un’esplosione di enorme energia che può durare da pochi secondi a poche ore.

Questo lampo di raggi gamma, noto come GRB 211211A, è durato circa un minuto, un lampo relativamente lungo che di solito indica il collasso di una stella massiccia in una supernova. Ma questo evento conteneva più luce AA del solito ed era molto più fioco e sbiadito più velocemente di una classica supernova, segno che stava succedendo qualcos’altro.

In un recente studio pubblicato sulla rivista Nature, un team di scienziati internazionali ha dimostrato che la luce AA rilevata nell’eruzione proveniva da una kilonova. Si ritiene che sia un evento raro creato quando una stella di neutroni, o stella di neutroni, si scontra con un buco nero per formare elementi pesanti come oro e platino. Ad oggi, questi eventi, chiamati kilonovae, sono stati collegati solo a lampi di raggi gamma che durano meno di due secondi.

Il dottor Matt Nichol dell’Università di Birmingham ha creato un modello delle emissioni di una kilonova. “Abbiamo scoperto che questo singolo evento ha prodotto elementi pesanti in una quantità equivalente a mille volte la massa della Terra. Questo supporta l’idea che queste kilonovae siano le principali fabbriche d’oro nell’universo”.

Sebbene si pensi che fino al 10% dei lampi di raggi gamma lunghi sia causato da fusioni di stelle di neutroni o stelle di neutroni e buchi neri, non è stata precedentemente identificata alcuna prova definitiva di una kilonova.

Il dottor Gabin Lamm dell’Università di Leicester ha spiegato: “Dopo un lampo di raggi gamma c’è un lampo secondario che può durare diversi giorni. Questi lampi secondari si comportano in modo molto particolare e modellandoli possiamo rilevare qualsiasi componente di emissioni aggiuntive , come una supernova o una kilonova”.

Una kilonova senza onde gravitazionali

La kilonova che ha prodotto GRB 211211A è la più vicina rilevata senza onde gravitazionali e ha implicazioni entusiasmanti per la prossima serie di osservazioni di onde gravitazionali, che inizierà nel 2023. La sua vicinanza a una galassia vicina a un miliardo di anni luce di distanza offre agli scienziati l’opportunità di studiare in dettaglio le proprietà della fusione.

In particolare, il team ha scoperto come il getto di elettroni ad alta energia, che viaggiano quasi alla velocità della luce e causano un lampo di raggi gamma, cambia nel tempo. Hanno dimostrato che il raffreddamento di questo getto è responsabile dell’emissione di lunghi lampi di raggi gamma.

Il team descrive anche come le osservazioni ravvicinate di GRB 211211A possano fornire affascinanti intuizioni su lampi di raggi gamma inspiegabili del passato che non sembrano adattarsi alle solite spiegazioni.

Il dottor Benjamin Cumbertz dell’Università di Birmingham ha dichiarato: “È stato un insolito lampo di raggi gamma. Non ci aspettiamo che le fusioni richiedano più di due secondi. In qualche modo questa eruzione ha alimentato un jet per circa un minuto intero. È possibile che il comportamento potrebbe essere spiegato da una stella di neutroni allungata, ma “Non si può escludere che ciò che abbiamo visto fosse una stella di neutroni squarciata da un buco nero. Studiare più di questi eventi ci aiuterà a determinare la risposta corretta e le informazioni dettagliate che abbiamo ricevuto da GRB 211211A sarà molto prezioso in questa determinazione.”

Per l’annuncio completo dell’Università di Birmingham

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