Per la prima volta, gli astronomi hanno osservato nella luce visibile un evento cosmico catastrofico che ha generato onde gravitazionali rilevate sulla Terra.

L'evento è stato la fusione di due stelle di neutroni in una galassia distante 130 milioni di anni luce. La fusione ha provocato un'esplosione simile a una supernova, la cui luce è stata osservata per la prima volta da un team di astronomi presso l'Osservatorio Las Campanas della Carnegie Institution for Science nel nord del Cile.

La scoperta rivoluzionaria della controparte visibile di un evento che innesca le onde gravitazionali segna l'inizio di una nuova era in cui gli astronomi possono studiare i fenomeni cosmici utilizzando sia esperimenti di onde gravitazionali che telescopi tradizionali.

La scoperta getta luce anche sulla natura delle fusioni di stelle di neutroni, e fornisce informazioni sull'origine di elementi pesanti come l'oro e il platino, intuizione che è rimasta a lungo sfuggente.

Il team include la Carnegie-Dunlap Fellow Maria Drout, insieme agli astronomi del Carnegie; l'Università della California, Santa Cruz; e altre istituzioni.

Il rilevamento delle onde gravitazionali attiva la ricerca della controparte visibile

Gli scienziati del Laser Interferometer Gravitational Observatory (LIGO) e dell'esperimento Virgo hanno rilevato le onde gravitazionali il 17 agosto, 2017. Hanno determinato che il segnale era il risultato di una fusione binaria di stelle di neutroni, una prima, poiché tutte le precedenti rilevazioni riguardavano fusioni binarie di buchi neri.

Anche se gli astronomi non si aspettano di vedere una controparte visibile di una fusione binaria di buchi neri, lo fanno quando due stelle di neutroni si incontrano. Così, quando gli scienziati di LIGO/Virgo hanno ristretto il luogo dell'evento a una porzione del cielo meridionale delle dimensioni di oltre un centinaio di lune piene, hanno informato il team di astronomi e la ricerca era iniziata.

Ma, era ancora giorno in Cile che, per Drout e i suoi colleghi, significava aspettare dieci ore fino al tramonto. Più, quando finalmente il sole tramontò, l'area di ricerca si stava avvicinando all'orizzonte.

Secondo Drout, "Sapevamo di avere solo un'ora all'inizio della notte per trovare la fonte prima che tramontasse, quindi abbiamo dovuto agire in fretta".

Gli astronomi hanno iniziato a registrare immagini di galassie all'interno dell'area target secondo un'attenta strategia di ricerca che avevano preparato durante il giorno. Hanno portato a Las Campanas tre telescopi:lo Swope e due telescopi Magellan. Come hanno ottenuto le immagini, i collaboratori le hanno confrontate con immagini d'archivio delle stesse galassie.

Dopo aver esaminato le galassie in nove immagini, i membri del team si sono scambiati una breve serie di messaggi:

"trovato qualcosa

"!"

Gli astronomi avevano trovato quello che stavano cercando:un luminoso, oggetto a forma di stella, designato SSS17a. Si trovava in una galassia identificata come NGC 4993 e non era visibile nelle immagini d'archivio.

Un'ulteriore conferma è arrivata dall'analisi condotta da Drout. Ha mostrato che gli aspetti della luminosità di SSS17a erano diversi da qualsiasi esplosione precedentemente osservata dagli astronomi. SSS17a era brillante quanto una debole supernova, ma la sua luminosità è diminuita più velocemente di una tipica supernova, ed è diventato più rosso e più freddo a un ritmo più veloce di una tipica supernova.

L'analisi di follow-up ha anche sostenuto la teoria che la maggior parte degli elementi pesanti nell'Universo, come oro e platino, sono stati creati nelle fusioni di stelle di neutroni e non nelle supernove.

"Mentre seguivamo il bagliore dell'esplosione nelle poche settimane in cui era visibile per un breve periodo ogni notte, "dice Drout, "ha mostrato alcune caratteristiche chiave di essere alimentato dal decadimento radioattivo di questi elementi pesanti".

Ciò suggerisce fortemente che questi elementi pesanti siano stati sintetizzati in seguito alla fusione, risolvendo una domanda astrofisica vecchia di decenni su come sono stati forgiati tutti gli elementi pesanti nell'Universo.

"E questo è solo l'inizio, " dice Drout. "Ci aspettiamo che LIGO e Virgo rilevino dozzine di fusioni di stelle di neutroni nel prossimo decennio. Stiamo entrando in una nuova era dell'astrofisica".

L'evento di onde gravitazionali rilevato il 17 agosto 2017, è identificato come GW170817, ed è diverso dall'evento di fusione del buco nero rilevato il 14 agosto, 2017, annunciato a settembre, e identificato come GW170814.