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Articolo pubblicato il 17-05-2005
di Corrado Ruscica
Numero 16 - Anno 2
17 Maggio 2005
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 E’ nato un buco-nero
Per la prima volta gli astronomi avrebbero rivelato ciò che essi si aspettavano da decenni: la nascita di un buco-nero. GRB 050509B, la sigla della nuova sorgente di raggi gamma rivelata dal satellite Swift, potrebbe essere il risultato della collisione tra due stelle di neutroni o forse tra due buchi-neri.
Dopo circa 30 anni, ne hanno catturato uno. Gli scienziati hanno rivelato e localizzato una sorgente di raggi-gamma la cui esplosione è durata appena 50 millisecondi e la cui enorme quantità di energia potrebbe segnare la nascita di un buco-nero.
GRB 050509B, così come rivelato lo scorso 9 Maggio 2005 dal satellite Swift. L’evento è stato di breve durata, appena 50 millisecondi.
Il satellite è stato in grado di “girarsi” in modo autonomo e di puntare l’evento in un minuto. L’analisi del telescopio a raggi-X ci mostra nel suo cerchio d’errore una sorgente molto debole, la più debole sorgente X finora rivelata da Swift.
Il burst si trova in prossimità di una galassia ad una distanza di circa 2,7 miliardi di anni-luce. Ora se assumiamo che il burst sia associato alla galassia, si troverebbe a circa 100.000 anni-luce dal centro, che corrisponde al diametro della nostra Via Lattea. Ciò che sorprende è il fatto che la galassia non è giovane e perciò non ci sono regioni di formazione stellare. Questo dà supporto all’ipotesi secondo la quale i burst di breve durata non sono dovuti a esplosioni di stelle di grande massa di conseguenza l’evento dovrebbe essere stato causato dal merging di stelle di neutroni, cioè sistemi stellari vecchi (di fatto occorrono miliardi di anni perchè le orbite di due stelle di neutroni si avvicinino abbastanza prima di mergersi e una volta avvenuto ciò l’esplosione che succede è così violenta che dura solo alcuni millisecondi). Credit: NASA/JPL.
A destra l’immagine dell’evento ripresa dal telescopio WIYN di 0,9 m in Arizona. Credit: J. Bloom, University of California at Berkeley
Proprio in questi giorni, gli astronomi della Penn State University stanno cercando di capire cosa avrebbe causato la gigantesca esplosione, forse la collisione di due buchi-neri o di due stelle di neutroni, e tutta una serie di osservazioni si stanno pianificando in modo da seguire l’evoluzione successiva dell’evento. “Una possibile causa del fenomeno favorisce sicuramente la teoria del merging”, afferma Steinn Sigurdsson, professore associato di astronomia e astrofisica alla Penn State University e teorico dei gamma-ray burst.
Di fatto, i gamma-ray burst sono le manifestazioni più violente di energia osservate nell’Universo e di cui il fenomeno non è ancora del tutto conosciuto. Di recente, le esplosioni di lunga durata, più di due secondi circa, sono divenute di facile osservazione per il satellite Swift costruito appositamente per rivelare e localizzare questi eventi peculiari. Quelli di breve durata sono rimasti sempre elusivi finchè è stato possibile monitorare l’ultimo evento, rivelato sempre da Swift nei giorni scorsi, per cui è stato possibile individuarne la posizione nel cielo.
L’alone luminoso lasciato dopo l’esplosione costituisce una sorta di indizio in una scena del crimine perchè contiene una serie di informazioni relative a ciò che ha causato l’esplosione. Molti scienziati sono convinti che eventi di breve e di lunga durata abbiano due diverse orgini di tipo catastrofico.
Gli eventi di lunga durata sembrano associati a esplosioni di stelle di grande massa che si trovano in galassie distanti. Gli eventi di breve durata, cioè quelli che durano meno di due secondi, sono più enigmatici e più difficili da studiare in dettaglio.
Perciò i dati associati alla sorgente GRB GRB 050509B, rivelata con il telescopio a raggi-X a bordo del satellite Swift, indicherebbero che l’esplosione sarebbe stata causata dalla collisione di stelle di grande massa che si trovano nelle fasi finali della loro evoluzione stellare, stelle di neutroni o buchi-neri appunto. Le stelle di neutroni sono corpi celesti piccoli, sfere con diametri di una ventina di chilometri, e densità dell’ordine di migliaia di milioni di milioni di grammi per centimetro cubico. I buchi-neri invece non hanno una vera e propria superficie e sono delle regioni dello spazio dove le densità sono infinite. La teoria prevede che le collisioni stellari dove sono coinvolti tali oggetti esotici non produce un alone luminoso che persiste per un tempo più lungo perchè il “combustibile” da bruciare, formato principalmente da gas e polveri, non è più sufficiente ad alimentare la luminosità dell’alone che si forma in seguito all’esplosione.
Fasi principali dell’evoluzione stellare. Secondo le teorie attuali, una stella nasce per contrazione gravitazionale di una nebulosa stellare formata da gas idrogeno e polveri. Quando le temperature centrali della nube in fase di contrazione raggiungono circa i 10 milioni di gradi, si innescano le reazioni di fusione nucleare che portano l’idrogeno a trasformarsi in elio con conseguente liberazione di energia: nasce una stella. In funzione della massa iniziale, una stella potrà seguire fasi diverse che potranno terminare o con la formazione di una nana bianca, il destino del nostro Sole, o con quella di una stella di neutroni o ancora di un buco-nero.
La sorgente GRB 050509B sarebbe “nata” in una galassia insolita e relativamente vicina, circa 2,7 miliardi di anni-luce, formata da stelle che si trovano in fase avanzata della loro evoluzione e l’evento di breve durata sarebbe perciò consistente con l’interazione gravitazione tra vecchie stelle di neutroni o buchi-neri. Per contro, i gamma-ray burst a lungo periodo tendono ad essere associati con stelle giovani di grande massa che risiedono nelle galassie più distanti e più giovani nell’universo.
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Autore: Corrado Ruscica
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