All'inizio di quest'anno, un team internazionale di scienziati ha annunciato la seconda rilevazione di un segnale di onde gravitazionali dalla collisione di due stelle di neutroni. L'evento, chiamato GW190425, è sconcertante:la massa combinata delle due stelle di neutroni è maggiore di qualsiasi altro sistema binario di stelle di neutroni osservato. La massa combinata è 3,4 volte la massa del nostro sole.

Una stella binaria di neutroni così massiccia non è mai stata vista nella nostra galassia, e gli scienziati sono stati sconcertati da come potrebbe essersi formato, fino ad ora. Un team di astrofisici dell'ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) pensa di poter avere la risposta.

Le stelle di neutroni binarie emettono onde gravitazionali - increspature nello spazio-tempo - mentre orbitano l'una intorno all'altra, e gli scienziati possono rilevare queste onde quando le stelle di neutroni si fondono. Le onde gravitazionali contengono informazioni sulle stelle di neutroni, comprese le loro masse.

Le onde gravitazionali dell'evento cosmico GW190425 raccontano di una stella binaria di neutroni più massiccia di qualsiasi binaria di stelle di neutroni precedentemente osservata, attraverso l'astronomia delle onde radio o gravitazionali. Un recente studio condotto da OzGrav Ph.D. la studentessa Isobel Romero-Shaw della Monash University propone un canale di formazione che spiega sia l'elevata massa di questo binario sia il fatto che sistemi simili non si osservano con le tradizionali tecniche di radioastronomia.

Romero-Shaw dice, "Proponiamo che GW190425 si sia formato attraverso un processo chiamato 'trasferimento di massa BB caso instabile, " una procedura che è stata originariamente definita nel 1981. Si inizia con una stella di neutroni che ha un partner stellare:una stella di elio (He) con un nucleo di carbonio-ossigeno (CO). Se la parte di elio della stella si espande abbastanza da inghiottire la stella di neutroni, questa nuvola di elio finisce per avvicinare il binario prima che si dissipi. Il nucleo carbonio-ossigeno della stella esplode poi in una supernova e collassa in una stella di neutroni".

Le stelle binarie di neutroni che si formano in questo modo possono essere significativamente più massicce di quelle osservate attraverso le onde radio. Si fondono anche molto velocemente dopo l'esplosione di una supernova, rendendoli improbabili da catturare nelle indagini radioastronomiche.

"Il nostro studio sottolinea che il processo di trasferimento di massa BB del caso instabile potrebbe essere il modo in cui si è formato il sistema stellare massiccio, "dice Romero-Shaw.

I ricercatori di OzGrav hanno anche utilizzato una tecnica sviluppata di recente per misurare il eccentricità del binario:quanto la forma orbitale del sistema stellare si discosta da un cerchio. I loro risultati sono coerenti con il trasferimento di massa BB del caso instabile.

Gli attuali rilevatori di onde gravitazionali a terra non sono abbastanza sensibili da precisamente misurare l'eccentricità; però, rivelatori futuri, come il rivelatore spaziale LISA, previsto per il lancio nel 2034, consentirà agli scienziati di trarre conclusioni più accurate.