Astrofisica in crisi? Scoperto oggetto misterioso che potrebbe cambiare tutto
La scoperta di un oggetto celeste che sfida le classificazioni
Gli astronomi hanno recentemente identificato un sistema cosmico enigmatico che potrebbe contenere un oggetto che si colloca tra le stelle di neutroni e i buchi neri, mettendo in discussione le classificazioni astrofisiche esistenti e approfondendo la nostra comprensione degli estremi cosmici.
• La scoperta di un oggetto celeste che sfida le classificazioni
• Il confine della comprensione: stelle di neutroni e buchi neri
• Una danza cosmica in NGC 1851
• Svelare il mistero con MeerKAT
Il confine della comprensione: stelle di neutroni e buchi neri
Questi oggetti astrofisici sono così densi e la loro forza gravitazionale così potente che i loro nuclei – qualunque cosa siano – sono permanentemente nascosti all’universo da orizzonti degli eventi: superfici di oscurità perfetta da cui la luce non può sfuggire. Se vogliamo mai comprendere la fisica al punto di svolta tra stelle di neutroni e buchi neri, dobbiamo trovare oggetti su questo confine. In particolare, dobbiamo trovare oggetti per i quali possiamo effettuare misurazioni precise per lunghi periodi di tempo. Ed è esattamente ciò che abbiamo trovato: un oggetto che non è chiaramente né una stella di neutroni né un buco nero.
Una danza cosmica in NGC 1851
È stato osservando in profondità l’ammasso stellare NGC 1851 che abbiamo individuato quella che sembra essere una coppia di stelle che offre una nuova visione degli estremi della materia nell’universo. Il sistema è composto da un pulsar millisecondo, un tipo di stella di neutroni che ruota rapidamente e spazza fasci di luce radio attraverso il cosmo mentre ruota, e un oggetto massiccio e nascosto di natura sconosciuta.
L’oggetto massiccio è oscuro, il che significa che è invisibile a tutte le frequenze della luce – dalle bande radio a quelle ottiche, a raggi X e gamma. In altre circostanze, ciò renderebbe impossibile studiarlo, ma è qui che il pulsar millisecondo ci viene in aiuto.
Svelare il mistero con MeerKAT
Il nostro team internazionale di astronomi ha utilizzato il telescopio radio MeerKAT in Sudafrica per condurre tali osservazioni del sistema, denominato NGC 1851E. Queste ci hanno permesso di dettagliare con precisione le orbite dei due oggetti, mostrando che il loro punto di avvicinamento più vicino cambia nel tempo. Tali cambiamenti sono descritti dalla teoria della relatività di Einstein e la velocità di un cambiamento ci dice sulla massa combinata dei corpi nel sistema.
Le nostre osservazioni hanno rivelato che il sistema NGC 1851E pesa quasi quattro volte tanto quanto il nostro Sole e che il compagno oscuro era, come il pulsar, un oggetto compatto – molto più denso di una stella normale. Le stelle di neutroni più massicce pesano circa due masse solari, quindi se questo fosse un sistema di doppia stella di neutroni (sistemi ben noti e studiati) allora dovrebbe contenere due delle stelle di neutroni più pesanti mai trovate.
Quindi cosa abbiamo trovato esattamente? Una possibilità allettante è che abbiamo scoperto un pulsar in orbita attorno ai resti di una fusione (collisione) di due stelle di neutroni. Una configurazione così insolita è resa possibile dalla densa concentrazione di stelle in NGC 1851.
In questa affollata pista da ballo stellare, le stelle si muoveranno l’una intorno all’altra, scambiandosi partner in un valzer senza fine. Se due stelle di neutroni si trovano ad essere troppo vicine, la loro danza avrà una fine catastrofica.
Il buco nero creato dalla loro collisione, che può essere molto più leggero di quelli creati dal collasso delle stelle, è poi libero di vagare per l’ammasso finché non trova un’altra coppia di ballerini nel valzer e, piuttosto scortesemente, si inserisce – cacciando il partner più leggero nel processo. È questo meccanismo di collisioni e scambi che potrebbe dare origine al sistema che osserviamo oggi.
Non abbiamo ancora finito con questo sistema. Il lavoro è già in corso per identificare in modo conclusivo la vera natura del compagno e rivelare se abbiamo scoperto il buco nero più leggero o la stella di neutroni più massiccia - o forse nessuno dei due.
Al confine tra stelle di neutroni e buchi neri c’è sempre la possibilità che esista qualche nuovo oggetto astrofisico ancora sconosciuto. Molte speculazioni seguiranno sicuramente questa scoperta, ma ciò che è già chiaro è che questo sistema ha un’enorme promessa quando si tratta di comprendere cosa succede veramente alla materia negli ambienti più estremi dell’universo.