Scoppio di raggi gamma rilevato vicino alla sorgente di onde di gravità

Scoppio di raggi gamma rilevato vicino alla sorgente di onde di gravità

Il 14 settembre 2015, il nostro pianeta ha sperimentato una piccola ondulazione spazio-temporale, che è stata rilevata utilizzando un osservatorio a onde gravitazionali interferometriche laser (LIGO). Analizzando il segnale, i fisici si sono resi conto che queste onde gravitazionali erano causate dalla fusione di due buchi neri a una distanza di circa 1,3 miliardi di anni luce dalla Terra. Questo primo evento di rilevamento delle onde gravitazionali è stato denominato "GW150914".

L'osservazione, che è stata annunciata l'11 febbraio con una pompa globale, non solo ha confermato una delle ultime previsioni di Einstein sulla teoria della relatività generale di 100 anni, ma ci ha anche mostrato che esistono buchi neri con una massa di circa 30 solari e potrebbero rivelarsi più comuni le teorie moderne predicono. Questa scoperta è anche il primo tipo allettante di astronomia, che in futuro cambierà il modo in cui vediamo l'universo. L'astronomia dell'onda gravitazionale è un cambio di paradigma dallo spettro elettromagnetico; Ora possiamo vedere eventi di energia invisibile che generano onde gravitazionali, ma non possono produrre alcuna manifestazione elettromagnetica.

Oggi, tuttavia, la NASA ha annunciato che il suo osservatorio cosmico di onde gravitazionali ha rilevato un segnale debole vicino alla sorgente prevista di onde gravitazionali, che apre interessanti prospettive per penetrare l'essenza di questa particolare fusione di buchi neri.

Il telescopio della gamma Fermi della NASA ha rilevato uno scoppio molto debole e breve di raggi X ad alta energia corrispondenti a un breve burst di raggi gamma (o GRB) inferiore a mezzo secondo dopo che LIGO ha registrato GW150914. Ciò è sorprendente - è stato assunto, secondo un comunicato stampa della NASA, che quando i buchi neri si scontrano, lo fanno "in modo pulito" senza produrre alcuna radiazione elettromagnetica. Quindi, ci sono due segnali associati a un evento? Il tempo lo rende molto probabile; c'è solo uno 0, 2 percento di possibilità che si siano verificati nello stesso cielo nello stesso momento, ma appartenuti a due diversi fenomeni ad alta energia. "Questa scoperta allettante a bassa probabilità potrebbe essere un falso allarme, ma prima di poter iniziare a riscrivere i libri di testo, dobbiamo vedere più eventi collegati alle onde gravitazionali dalla fusione dei buchi neri", ha detto Valery Connoton, un membro del team Gamma-ray Burst Monitor ( GBM) presso il National Space, Science and Technology Center di Huntsville, in Alabama.

Si pensa che la maggior parte degli HV vengano creati quando le stelle massicce si gonfiano dopo aver bruciato carburante e poi esplodono per formare buchi neri. Sono conosciuti come sorgenti di radiazioni intense di "lunghi lampi di raggi gamma", che vengono rilevati come un lampo di raggi gamma e raggi X ad alta energia che emanano dal polo di una stella al momento dell'esplosione. Esiste, tuttavia, un tipo più misterioso di GRB con un breve periodo (meno di 2 secondi) e, possibilmente, è associato alla confluenza di un buco nero e una stella di neutroni.

Ora che gli astronomi hanno accesso allo spettro delle onde gravitazionali, è stata probabilmente trovata la vera natura delle "brevi esplosioni di raggi gamma".

"Con un solo evento congiunto - il rilevamento congiunto di raggi gamma e raggi gravitazionali - risulta esattamente quello che causa il cortocircuito GRB", ha detto Lindy Blackburn, studentessa postdottorato presso l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics a Cambridge, Massachusetts e membro della collaborazione scientifica LIGO. "C'è un'incredibile interazione tra due osservazioni, raggi gamma, che rivelano i dettagli dell'energia della sorgente, l'ambiente locale e le onde gravitazionali, fornendo una prova unica delle dinamiche che portano all'evento."

Il segnale dell'onda gravitazionale è stato generato dal rapido svolgimento di un'elica e dalla collisione di due buchi neri, un evento che ha creato l'ormai famoso "tweeting dei buchi neri". Ma se in effetti l'osservazione del telescopio Fermi è lo stesso evento, gli astrofisici dovranno capire come ciò accada. La fusione dei buchi neri non dovrebbe generare una quantità significativa di energia nello spettro elettromagnetico in assenza di una certa quantità di gas vicino alla regione di confluenza. Ma sembra che la stragrande maggioranza di tutti i gas che circondano buchi neri binari sarebbero scomparsi molto tempo fa. In breve, questo debole segnale GRB è stato una sorpresa e i fisici devono decidere se comprendiamo appieno le dinamiche delle fusioni dei buchi neri o vediamo qualche nuova fisica che è rimasta nascosta fino ad ora.

Qualunque sia la ragione, questo è solo l'inizio di un'emozionante era astronomica delle onde gravitazionali, che non solo ci permetterà di esplorare alcuni dei fenomeni più estremi dell'universo, senza dubbio rispondendo a molte domande, ma rivelerà anche molti nuovi segreti cosmici.

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