Tutti i prezzi sono validi al momento della pubblicazione. Se fai click o acquisti qualcosa, potremmo ricevere un compenso.

Due buchi neri hanno assorbito stelle di neutroni: una scoperta senza precedenti

30 Giugno 2021 40

Due cinguettii hanno cambiato per sempre le nostre conoscenze sui fenomeni dell'universo: un buco nero ha assorbito una stella di neutroni proprio davanti ai nostri occhi, o meglio i nostri strumenti. Sì, perché la rilevazione di questo fenomeno - ampiamente previsto in teoria, ma mai confermato prima d'ora da alcun evento reale - è sta resa possibile proprio dagli studi e le osservazioni fatte sulle onde gravitazionali - scoperte nel 2016 - dal rilevatore europeo Virgo (si trova in Italia e fa parte dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), da quello americano LIGO e dal giapponese KAGRA.

Abbiamo parlato di cinguettii in apertura, perché è proprio con questo termine che sono stati definiti i due segnali rilevati ad inizio 2020 dagli oltre 1000 scienziati coinvolti nella collaborazione internazionale dedicata allo studio delle onde gravitazionali. Il primo è stato registrato il 5 gennaio del 2020 e ha preso il nome di GW200105 (la sigla indica Gravitational Wave seguita dalla data), mentre il secondo è stato identificato a 10 giorni di distanza ed è definito GW200115.

Tutti i dettagli della scoperta sono stati pubblicati sulla rivista The Astrophysical Journal Letters e potete consultare l'abstract tramite il link in Fonte. Ma come mai la rilevazione di questo fenomeno è così importante? Andiamo a vedere alcuni dettagli per capirlo.

Rappresentazione artistica dell'assorbimento della stella di neutroni da parte del buco nero. Credit: T. Dietrich/Potsdam University, Max Planck Institute, N. Fischer, S. Ossokine, H. Pfeiffer/Max Planck Institute, S.V. Chaurasia/Stockholm University

Buchi neri e stelle di neutroni rappresentano i due possibili stadi terminali della vita di una stella. Se questa dispone di una massa tutto sommato contenuta, alla fine del suo ciclo si trasformerà in una stella di neutroni, mentre se la sua massa è molto elevata può collassare e formare un buco nero. Entrambi i corpi celesti sono caratterizzati da una densità incredibilmente elevata (un cucchiaio di materia di una stella di neutroni ha il peso di una montagna) che porta alla rottura delle leggi della fisica al loro interno, rendendo impossibile qualsiasi tipo di approccio al loro studio che non sia l'osservazione a distanza dei fenomeni causati dalla loro esistenza.

Le nostre rilevazioni dei corpi celesti ci hanno portato a scoprire con una certa frequenza l'esistenza di sistemi binari composti da due stelle di neutroni o da due buchi neri che sono progressivamente collassati su sé stessi, ma mai era stato identificato un fenomeno di assorbimento che avesse come protagonisti una stella di neutroni e un buco nero. Questo nuovo scenario apre le porte verso la comprensione di fenomeni impossibili da riprodurre in laboratorio, dal momento che permette di assistere al modo in cui la materia interagisce in condizioni di estrema densità, ovvero quelle in cui le tradizionali leggi della fisica smettono di essere valide.

Allo stato attuale non siamo in grado determinare neanche il modo in cui sia avvenuta l'assimilazione della stella di neutroni da parte del buco nero, ma si possono ipotizzare due scenari. In entrambi i casi sappiamo che i due corpi celesti sono rimasti intrappolati per diversi milioni di anni dalla reciproca forza di gravità e progressivamente si sono avvicinati sino a quando la stella di neutroni non ha superato l'orizzonte degli eventi, ovvero il limite oltre il quale nulla - nemmeno la luce - può sfuggire all'attrazione del buco nero.

Ciò che non sappiamo è se la stella di neutroni sia rimasta integra sino a quel momento o se il buco nero avesse già cominciato a disgregarla lentamente, assorbendo gradualmente la sua materia per creare una sorta di anello di detriti attorno all'orizzonte degli eventi (che potrebbe aver generato un particolare segnale elettomagnetico). Lo studio delle onde gravitazionali permetterà di far luce su questo mistero e di capire meglio in che modo sia avvenuto il tutto, dandoci una conoscenza più profonda di ciò che accade alla materia che si trova in simili condizioni.

Rappresentazione artistica della disgregazione della stella di neutroni da parte del buco nero. Credit: Carl Knox, OzGrav -Swinburne University

GW200105 e GW200115 sono due eventi simili tra loro ma che hanno come protagonisti corpi celesti di diverse dimensioni. Nel primo caso si tratta di un buco nero dotato di massa superiore di 8,9 volte a quella del Sole e di una stella di neutroni con una massa pari a 1,9 volte quella del Sole. Nel secondo caso, invece, i valori passano a 5,7 volte (buco nero) e 1,5 volte (stella di neutroni). Entrambi i fenomeni sono avvenuti nel lontanissimo passato - circa 900 milioni e 1 miliardo di anni fa rispettivamente - e solo ora l'eco gravitazionale è giunta a noi.

L'ordine di grandezza dell'età di questi fenomeni deve farci capire quanto siamo stati fortunati, dal momento che la loro testimonianza ha raggiunto la Terra proprio in un periodo storico in cui siamo in grado di identificare e comprendere le onde gravitazionali. Le osservazioni future ci diranno se si tratta di fenomeni tutto sommato frequenti o meno; in ogni caso si tratta di un primo passo fondamentale verso la scoperta di quelle che potrebbero essere leggi della natura del tutto inedite.

Nota: tutte le immagini e i video presenti nell'articolo sono raffigurazioni artistiche del fenomeno


40

Commenti

Regolamento Commentando dichiaro di aver letto il regolamento e di essere a conoscenza delle informazioni e norme che regolano le discussioni sul sito. Clicca per info.
Caricamento in corso. Per commentare attendere...
Juanito82

il fatto che dopo essere "supercompressa" (non lo è) diventi energia è una tua supposizione, dato che nessuno ha idea di cosa succede da quelle parti.
se vuoi considerarla materia o energia dipende da quale lato della formula guardi, da una parte c'è la massa dall'altra l'energia, ma è la stessa identica cosa

No, non c'é nessuno che lo sa...

Sheldon Cooper

Infatti, è la ricerca di base finanziata dallo stato che manca.

Max

Ed io ho già prenotato il posto al ristorante al termine dell'universo, ma non mangierò il fungo se mi piaci ne farò come Zaphod e Ford.....
è comunque il senso di tutto è 42.

Ocram

Che meraviglia. Ogni tanto mi pento di non aver fatto un'università di fisica.

Colpa del prof delle superiori che me l'ha fatta odiare malamente.

androidev

Innanzitutto per un pesce rosso in una boccia il mondo è sferico…quindi un pesce rosso ha più coscienza dell’universo di un terrapiattista

androidev

In Italia abbiamo esempi concreti di masse riunite in un unico luogo che non hanno coscienza di se…o meglio…di noi

Rick Deckard®

Ogni tanto mi chiedo se può tutta quella massa unità in un unico luogo può non avere coscienza di sé

remus

La cura per il cancro la studiano i medici, i biologi molecolari ed i farmacologi non gli astrofici però... Qualcosa non torna, anche perché la stragrande maggioranza dei costi è coperto dalla casa farmaceutica che sviluppa il farmaco.

Nebula

Quanto siete limitati voi terrestri .. ne sapete dell' Universo come un pesce rosso nella boccia

Maurizio Mugelli

"materia" a quel punto e' un termine abbastanza vago, dopo essere stata supercompressa a livello di singolarita' di materia coerente rimane poco.
di sicuro emette energia.
tanta, tanta energia.

Maurizio Mugelli

perhe' un astrofisico capisce un caxxo di come curare il cancro.

Rozzo

Il nostro universo si comporta in modo simile ad un orizzonte degli eventi e forse lo è

Juanito82

potrebbe esserci un "rimbalzo" e diventare un buco bianco che emette materia, ci sono teorie al riguardo, Carlo Rovelli è un nostro vanto

Juanito82

e ti chiami sheldon cooper, lo scienziato "inutile" per eccellenza se si considera il campo di applicazione della teoria delle stringhe...
averci capito zero di tutto e dichiararlo su un forum ;)

Sheldon Cooper

Si certo, mi riferivo ai finanziamenti, ma pensandoci bene lascerei quei 1000 li e a studiare il cancro ci metterei le guardi forestali della sicilia.

Cristian Martina

Non credo siano specializzazioni compatibili e poi sono ricercatori e non schiavi!!!
Hanno scelto il loro lavoro!

Nummepija

notizia recente: forse non è vero!! e' possibile che in alcune galassie al centro non ci sia un buco nero super massiccio, bensì una vasta zona sufficientemente densa di materia oscura (mind blowing!!)

Sheldon Cooper

Io avrei messo 100 scienziati a studiare il fenomeno e gli altri 900 a studiare una cura per il cancro.

Nummepija

non proprio, il buco nero si forma quando la densità supera un certo limite, quindi in linea teorica potremmo crearne in un laboratorio futuristico. In questo caso il buco nero sopravvivrebbe pochissime e infinitesimali istanti prima di evaporare.
Per quando riguarda la singolarità noi non sappiamo se esista, ma è solo limite a cui ci portano le leggi della fisica che attualmente utilizziamo e il concetto di singolarità ci aiuta a descrivere il punto in cui la fisica fallisce. Oltre l'orizzonte degli eventi c'è fisica nuova, non sappiamo cosa accade, facciamo supposizioni, figurati la singolarità.
Comunque il raggio del buco nero diminuisce man mano che evapora fino ad azzerarsi.

parzival76

guardati questo video sul tubo, è molto interessante ''TIMELAPSE OF THE FUTURE: A Journey to the End of Time (4K), sul canale melodysheep

Francesco Renato

Evidentemente l'universo è quasi completamente vuoto, il cielo stellato è una illusione ottica.

Francesco Renato

Abbiamo scoperto il colpevole, il buco nero!

Francesco Renato

Si, singolare che qualcuno lo pensi, deve essere amico di Grillo o... del caldo di questi giorni.

Francesco Renato

Mistero della fede, fin'ora nessuno ha mai visto un buco nero evaporare.

Cyberduck 2077

lo sai il coccodrillo come fa?

marco bovio

Io guardando National Geographic so tutto su leoni e coccodrilli...

DiscentS

I buchi neri sono impressionanti, ma anche le stelle di neutroni non scherzano. Un cucchiaino di materia di una stella di neutroni pesa come circa 200 milioni di automobili. Quando ci sono dei piccoli terremoti sulla crosta, cioè quando pochi centimetri di materia cadono per pochi millimetri, si sprigiona tanta energia da incenerire mezza terra.

E la pipì è già andata. :D

Fabio Manzo

Senza di essi noi non esisteremo, ogni gelassia ha al suo centro un buco nero super massiccio che fa da "collante" per l'intera galassia.
Lo so perchè guardo spesso National geografic XD

Andreoid
Pietro Smusi

torna la luce

loripod

incredibile per quanti milioni e milioni di anni abbia viaggiato questa onda...

tuxie007

Che meraviglia

Yui Hirasawa

Non finisce mai di stupire l'universo, che bello

BLERY

Ecco perché l'essere umano non ha più un neurone

Daniel

Terribili sti buchi neri

Tecnologia

Recensione Eureka NER E10s: aspirazione ciclonica e senza sacchetto | VIDEO

HDMotori.it

Dacia Spring 2024: l'anteprima del restyling, esterni e interni | Video

Games

Xbox, svelate 4 esclusive in arrivo su piattaforme concorrenti

Alta definizione

Recensione Fujifilm X100VI: la regina delle compatte è tornata | VIDEO