Chandra indaga su un mistero a raggi X dall’epica kilonova

Per la prima volta, gli astronomi stanno studiando le conseguenze di una kilonova , un’epica esplosione di energia che si verifica quando due stelle di neutroni si scontrano e si fondono. La NASA ha utilizzato l’Osservatorio a raggi X Chandra per osservare la kilonova GW170817 e le osservazioni hanno sollevato alcune domande inaspettate.

Le stelle di neutroni sono alcuni degli oggetti più densi dell’universo e quando si scontrano è con una forza tale che creano increspature nello spaziotempo, chiamate onde gravitazionali. Queste onde gravitazionali sono state rilevate per la prima volta nel 2017, in un segnale chiamato GW170817. Anche quattro anni dopo, gli astronomi sono stati in grado di vedere gli effetti collaterali di questo evento nella lunghezza d’onda dei raggi X. “Siamo entrati in un territorio inesplorato qui studiando le conseguenze di una fusione di stelle di neutroni”, ha affermato Aprajita Hajela, autrice principale della nuova ricerca, in una dichiarazione .

Tuttavia, c’era qualcosa di strano nelle letture dei raggi X di questo evento. Quando la fusione fu rilevata per la prima volta, Chandra si mosse rapidamente per osservare la coppia ma, nonostante l’epica esplosione di luce sia visibile che infrarossa dalla collisione, non furono osservati raggi X. Ma quando Chandra guardò di nuovo, nove giorni dopo, trovò i raggi X.

I ricercatori pensano che ciò potrebbe essere accaduto perché la collisione ha causato getti di raggi X che sono esplosi con angolazioni diverse, motivo per cui Chandra non li ha visti all’inizio perché erano puntati lontano dalla Terra. Nel tempo, i getti hanno rallentato e allargato fino a diventare visibili. Un’altra strana scoperta è stata che i raggi X erano diventati più deboli dal 2018, ma a marzo 2020 ciò si è fermato e i raggi X sono rimasti alla stessa luminosità. Ciò fa pensare ai ricercatori che i getti non siano l’unica fonte di raggi X dalla fusione.

“Il fatto che i raggi X abbiano smesso di sbiadire rapidamente è stata la nostra migliore prova finora che qualcosa in aggiunta a un getto viene rilevato nei raggi X in questa fonte”, ha affermato la coautrice Raffaella Margutti dell’Università della California a Berkeley. “Sembra necessaria una sorgente di raggi X completamente diversa per spiegare ciò che stiamo vedendo”.

Ci sono due possibili spiegazioni per questo. Entrambi i detriti della fusione si erano espansi al punto da creare un’onda d’urto, come un boom sonico. Oppure potrebbe essere che la fusione abbia creato un nuovo buco nero e le emissioni provengano da materiale che cade in questo buco nero. Per sapere quale di questi è corretto, i ricercatori continueranno a guardare sia i raggi X che le onde radio dalla sorgente.

“Questa sarebbe la prima volta che vediamo un bagliore residuo di kilonova o la prima volta che vediamo materiale cadere su un buco nero dopo la fusione di una stella di neutroni”, ha detto il coautore Joe Bright, anche lui dell’Università della California a Berkeley. “Ogni risultato sarebbe estremamente eccitante.”