Gli scienziati hanno rilevato due collisioni tra una stella di neutroni e un buco nero entro 10 giorni.
I ricercatori hanno predetto che tali collisioni si sarebbero verificate, ma non sapevano con quale frequenza.
Le osservazioni potrebbero significare che alcuni concetti su come si formano le stelle e le galassie potrebbero dover essere rivisti.
Tre colori animati che mostrano un risultato simulato sul buco nero M87 ال
Vivian Raymond, professore alla Cardiff University, ha dichiarato alla BBC News che i risultati sono sorprendenti e affascinanti.
“Dobbiamo riscrivere le nostre teorie”, ha detto.
“Abbiamo imparato di nuovo la lezione. Quando assumiamo qualcosa, dopo un po’ tende a essere smentito. Quindi dobbiamo tenere la mente aperta e vedere cosa ci dice l’universo.”
I buchi neri sono oggetti astronomici che hanno un’attrazione gravitazionale così forte che nemmeno la luce può sfuggire da loro. Le stelle di neutroni sono stelle morte incredibilmente dense. Si stima che un cucchiaino di materiale per stelle di neutroni pesi circa 4 miliardi di tonnellate.
Entrambi gli oggetti sono mostri cosmici, ma i buchi neri sono molto più grandi delle stelle di neutroni.
Nella prima collisione, scoperta il 5 gennaio 2020, un buco nero con una massa sei volte e mezzo la massa del nostro sole si è scontrato con una stella di neutroni 1,5 volte più massiccia della nostra stella. Nella seconda collisione, scoperta appena 10 giorni dopo, un buco nero di 10 volte la massa del Sole si è fuso con una stella di neutroni doppia della massa del Sole.
Quando oggetti enormi come questi si scontrano, creano increspature nel tessuto dello spazio chiamate onde gravitazionali. Queste increspature sono ciò che i ricercatori hanno scoperto.
I ricercatori hanno esaminato le precedenti osservazioni con occhi nuovi e molte di esse erano probabilmente collisioni simili.
I ricercatori hanno rilevato la collisione di due buchi neri oltre a due stelle di neutroni, ma questa è la prima volta che rilevano la collisione di una stella di neutroni con un buco nero.
Ma perché è importante quest’ultima collisione? Secondo le teorie attuali e le osservazioni precedenti, le stelle di neutroni tendono a (e si scontrano) con altre stelle di neutroni. E lo stesso dovrebbe valere per i buchi neri.
Ma la collisione tra stelle di neutroni e un buco nero, pubblicata su Astrophysical Journal Letters, potrebbe mettere in discussione questa idea generale.
Questo va nella direzione di un’altra serie di teorie che postulano che i buchi neri e le stelle di neutroni esistano insieme. Queste teorie alternative suggeriscono anche che le stelle e le galassie si siano formate in modi diversi dall’immagine dipinta dalle visioni standard di come si è formato l’universo.
Nessuna delle idee di cui sopra spiega completamente le nostre osservazioni dell’universo. Ma secondo Raymond, molti di loro possono essere modificati per adattarsi meglio a ciò che sappiamo.
Le osservazioni del tipo e della frequenza delle collisioni tra buchi neri e stelle di neutroni negli ultimi sei anni stanno creando un quadro sempre più dettagliato della dinamica all’interno delle galassie, afferma Sheila Rowan dell’Università di Glasgow.
“Tutto ciò ci offre una visione approfondita dell’evoluzione stellare. Quest’ultima osservazione è un altro nuovo sviluppo per noi nella nostra comprensione di ciò che è nell’universo e di come è diventato ciò che è”, afferma.
Le collisioni sono state rilevate misurando le onde generate dagli improvvisi cambiamenti nelle forze gravitazionali che si verificano quando due corpi celesti massicci si scontrano. Sono increspature nella stessa struttura dello spazio, proprio come un sasso lanciato in un lago calmo.
Queste cosiddette onde gravitazionali viaggiano per centinaia di milioni di anni luce nello spazio e sono state rilevate da sensori a Washington e Louisiana, negli Stati Uniti, e da un rivelatore Virgo in Italia. Insieme, formano l’Advanced Light Gravitational-Wave Observatory (ALIGO), che riunisce più di 1.300 scienziati provenienti da 18 paesi.
Quando ci raggiungono, le increspature sono molto piccole, inferiori alla larghezza di un atomo. I rilevatori stessi sono tra i più sensibili in assoluto.
In futuro, il team spera di monitorare le collisioni tra stelle di neutroni e buchi neri utilizzando i telescopi, sia nello spazio che sulla Terra. Ciò consentirà agli scienziati di scoprire di più sui materiali superpesanti che compongono le stelle di neutroni.
