È stata osservata per la prima volta la fusione tra due stelle di neutroni – un merger, in gergo astronomico – dentro a quella che ha tutta l’aria di essere una galassia nana. Anzi, un merger within a merger, dunque una “fusione dentro a una fusione”, come dice il titolo dell’articolo che presenta il risultato, pubblicato questa settimana su The Astrophysical Journal Letters. E come ribadisce Eleonora Troja, astrofisica all’Università di Roma Tor Vergata alla guida dello studio insieme a un altro scienziato italiano, Simone Dichiara della Penn State University (Usa), primo autore dell’articolo. «Abbiamo scoperto una collisione all’interno di una collisione. La collisione tra galassie», spiega infatti Troja, riferendosi al processo che ha dato origine al filamento di gas nel quale si trova immersa la galassia nana, «ha innescato un’ondata di formazione stellare che, nel corso di centinaia di milioni di anni, ha portato alla nascita e alla successiva collisione di queste stelle di neutroni».
Due rappresentazioni artistiche (sulla destra e nel riquadro in basso a sinistra) e un’immagine composita (in alto a sinistra) che raffigurano collisioni cosmiche avvenute centinaia di milioni di anni fa. Crediti: X-Ray: Nasa/Cxc/Penn State Univ./S. Dichiara; Ir: Nasa/Esa/Stsci; Illustration: Erc Bhianca 2026 / Fortuna and Dichiara, Cc By-Nc-Sa 4.0; Image processing: Nasa/Cxc/Sao/P. Edmonds
Il segnale dell’avvenuta fusione d’una coppia di stelle di neutroni ha un nome, o meglio una sigla: Grb 230906A, dove il prefisso ‘Grb’ sta a indicare che si tratta di un lampo di raggi gamma (gamma-ray burst, in inglese) mentre il suffisso ci dice che è stato il primo – ecco il perché della lettera ‘A’ – Grb osservato il 6 settembre 2023. Quel giorno, alle ore 12:55:07 del tempo universale, lo strumento Gbm (Gamma-ray burst monitor) a bordo del telescopio spaziale Fermi della Nasa ha rilevato un’improvvisa e brevissima emissione gamma: meno di un secondo. Si tratta dunque di quello che gli astronomi classificano come Grb short, o lampo gamma corto: un evento prodotto, appunto, quando una coppia di stelle di neutroni si fonde.
Prima di cercare di capire perché la fusione di due stelle di neutroni dento a una galassia nana rappresenti, per gli astronomi, una scoperta così interessante va però fatta una premessa: mentre ci sono ben pochi dubbi sul fatto che il segnale osservato sia stato effettivamente prodotto dal merging di due stelle di neutroni, sulla natura e la posizione della galassia in cui la fusione è avvenuta c’è ancora qualche incertezza: l’ambiente d’origine del Grb potrebbe anche essere una galassia di dimensioni normali ma molto più distante, situata alle spalle del lungo filamento di gas in cui si trova la galassia nana. Questa seconda spiegazione – in base a successive osservazioni condotte con i telescopi Chandra, Swift e Hubble, che hanno cercato di localizzare con precisione la regione d’emissione – è però ritenuta assai più improbabile rispetto a quella della galassia piccola e “vicina” (vicina tra virgolette, visto che parliamo comunque di circa 4,7 miliardi di anni luce da noi).
Molto più improbabile, dicevamo, e anche meno avvincente. A rendere così suggestiva l’idea che il Grb abbia avuto origine in una galassia mignon, sono vari aspetti. C’è il fatto che sarebbe la prima volta, certo, ma c’è molto di più, come sottolinea senza mezzi termini Dichiara: «La scoperta di una collisione tra stelle di neutroni in questo luogo è una svolta epocale. Potrebbe essere la chiave per risolvere non una, ma ben due importanti questioni nell’astrofisica».
Il primo rebus che questa localizzazione senza precedenti potrebbe risolvere è il fatto che i lampi di raggi gamma che possono, appunto, essere prodotti dal merging di due stelle di neutroni a volte sembrano non avere origine in alcuna galassia. Il motivo potrebbe essere, in base al nuovo risultato, che alcune galassie ospiti sono troppo piccole e deboli per essere visibili nella maggior parte delle immagini ottiche provenienti da telescopi terrestri.
La seconda domanda alla quale l’origine di Grb 230906A in una galassia nana potrebbe offrire una risposta è come possano elementi pesanti, quali l’oro e il platino, essere presenti nella composizione di stelle situate a grandi distanze dai centri galattici. Stelle che si ritiene siano molto antiche, e che dunque si siano formate da gas che ha avuto meno tempo per arricchirsi di elementi pesanti, quali appunto quelli provenienti dalle esplosioni di supernova. Ma anche la collisione tra due stelle di neutroni, attraverso una catena di reazioni nucleari, può produrre elementi pesanti, com’è stato osservato in occasione della celebre fusione del 2017. A sintetizzare gli elementi pesanti, e a diffonderli fino alla periferia delle galassie, fornendoli così alle future generazioni di stelle, potrebbero essere anche eventi come Grb 230906A.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal Letters l’articolo “A merger within a merger: Chandra pinpoints the short GRB 230906A in a peculiar environment”, di S. Dichiara, E. Troja, B. O’Connor, Y.-H. Yang, P. Beniamini, A. Galvan-Gamez, T. Sakamoto, Y. Kawakubo e J. C. Charlton