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La curiosità del mese

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Lo sapevo!

La curiosità del mese di novembre 2017 a cura di Tomaso Belloni


Fig. 1 - Rappresentazione artistica della fusione di stelle di neutroni. Crediti: Eso/L. Calçada/M. Kornmesser
Fig. 1 - Rappresentazione artistica della fusione di stelle di neutroni. Crediti: Eso/L. Calçada/M. Kornmesser

È di questi giorni la notizia della prima rivelazione di un evento cosmico sia tramite radiazione elettromagnetica che tramite onde gravitazionali.
Si tratta del primo caso osservato (e "sentito") di "fusione" di due stelle di neutroni.

Fig. 2 - Al centro dell'immagine NGC4993, galassia ellittica o galassia lenticolare nella costellazione dell'Idra scoperta il 26 marzo 1789 da William Herschel e distante dalla Terra circa 130 milioni di anni luce. A sinistra, nel cerchio, l'evento di coalescenza di due stelle di neutroni che ha dato origine, il 17 agosto 2017, a radiazione elettromagnetica e a onde gravitazionali. Crediti: APOD del 23 ottobre 2017.
Fig. 2 - Al centro dell’immagine NGC4993, galassia ellittica o galassia lenticolare nella costellazione dell’Idra scoperta il 26 marzo 1789 da William Herschel e distante dalla Terra circa 130 milioni di anni luce. A sinistra, nel cerchio, l’evento di coalescenza di due stelle di neutroni che ha dato origine, il 17 agosto 2017, a radiazione elettromagnetica e a onde gravitazionali. Crediti: APOD del 23 ottobre 2017.

Di questo, delle sue implicazioni e dei risultati ad esso connessi parleremo più avanti.
In questa "curiosità" vorrei riallacciarmi a quella pubblicata nel giugno del 2009 ("Quanto manca alla fine del mondo?"), che a distanza di più di otto anni mi permette di affermare "lo sapevo!"
Le onde gravitazionali sono difficili da osservare.
Essendo molto deboli per rivelarle sono necessari eventi molto energetici e relativamente rari, come lo scontro di due oggetti compatti.
Essendo però rari, sono quasi sempre molto distanti e quindi più difficili da osservare.
Nel caso in questione, chiamato GW170814 (dalla data dell’evento), il caso ha voluto che la distanza non fosse enorme: la galassia NGC 4993 da cui abbiamo visto provenire il segnale dista soli 130 milioni di anni luce (per dare l’idea, la prima rivelazione di onde gravitazionali, GW150914, proveniva da una distanza dieci volte superiore).
Ma sto divagando (è un argomento di cui si può parlare molto a lungo).
Il punto è che un’evidenza indiretta del fatto che due stelle di neutroni in orbita una intorno all’altra emettono onde gravitazionali secondo quanto predetto dalla Relatività Generale ce l’avevamo già.
Sì perchè noi di oggetti così ne conosciamo.
Il primo è stato la pulsar PSR B1913+16, scoperta nel 1974 da Joseph A. Taylor e Russell A. Hulse, per cui hanno ricevuto il premio Nobel per la Fisica nel 1993.
Una pulsar non è solo una stella di neutroni, è anche un orologio molto preciso e con questo si possono misurare con grande precisione i parametri dell’orbita, che si vede ridursi: le due stelle di neutroni stanno lentamente scendendo a spirale una verso l’altra e lo fanno precisamente (entro lo 0.2%) nella quantità predetta dalla perdita di energia sotto forma di onde gravitazionali.

Fig. 3 - Rappresentazione artistica delle onde gravitazionali emesse dalla fusione di due stelle di neutroni.
Fig. 3 - Rappresentazione artistica delle onde gravitazionali emesse dalla fusione di due stelle di neutroni.

Queste arrivano a terra con una intensità troppo debole per poter essere osservate, ma non sono un fenomeno debole: la potenza emessa à circa il 2% di quella emessa dal Sole in radiazione luminosa.
Poi (vedi curiosità del giugno 2009) è arrivata PSR J0737-3039, che contiene due stelle di neutroni entrambe visibili come pulsar.
Qui le misure sono ancora più precise e si può misurare che l’orbita del sistema si stringe di 7 millimetri al giorno, che per un’orbita di 800mila chilometri significa una parte su cento miliardi.
Come detto nella curiosità del 2009, le due stelle si scontreranno fra 86 milioni di anni e quando succeder` sarà un evento simile a quello osservato (o "sentito"?) quest’anno in onde gravitazionali, ma molto molto più intenso visto che il sistema è nella nostra galassia e a solo duemila anni luce, cioè 65000 volte più vicino.
C’è da sperare che, come nel caso di GW170814, l’asse del sistema non sia orientato verso di noi, altrimenti saranno guai ben peggiori.



Per saperne di più

La scenografica fusione di due stelle di neutroni - da Media Inaf 17/10/2017
C’era una volta il fotone da Media Inaf 16/10/2017
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