Gli astronomi hanno osservato una violenta collisione di stelle di neutroni – i resti di stelle collassate – in un luogo insolito: una minuscola e debole galassia nana incorporata in un massiccio flusso di gas intergalattico. Questa scoperta, effettuata utilizzando l’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e altri telescopi, fa luce sul motivo per cui alcuni lampi di raggi gamma (GRB) sembrano apparire dallo spazio vuoto e su come elementi pesanti come l’oro e il platino possano essere trovati lontano dai centri galattici.
La fisica estrema delle fusioni di stelle di neutroni
Le stelle di neutroni sono tra gli oggetti più densi dell’universo, formatisi quando le stelle massicce esauriscono il loro combustibile e collassano. Quando due stelle di neutroni si intrecciano a spirale l’una nell’altra, creano un’esplosione catastrofica che rilascia un’immensa energia e forgia elementi pesanti attraverso rapide reazioni nucleari. Queste collisioni sono eventi chiave nella produzione cosmica di materiali più pesanti del ferro, tra cui oro, platino e altri metalli preziosi.
Perché questa scoperta è importante
In precedenza, gli astronomi avevano documentato queste fusioni principalmente all’interno di galassie più grandi e tipiche. La nuova scoperta mostra che questi eventi possono verificarsi in galassie estremamente piccole, o anche nei vuoti tra le galassie, spiegando perché alcuni GRB non hanno una galassia ospite visibile.
“Trovare una collisione di stelle di neutroni nel punto in cui l’abbiamo verificata sta cambiando le regole del gioco”, ha affermato il dottor Simone Dichiara, astronomo della Penn State University. “Potrebbe essere la chiave per risolvere non una, ma due importanti domande in astrofisica”.
Il luogo di questa fusione – a circa 4,7 miliardi di anni luce di distanza – è incorporato in un vasto flusso di gas che si estende per 600.000 anni luce, probabilmente il risultato di passate collisioni galattiche. Questo ambiente suggerisce che le stelle di neutroni possono formarsi e scontrarsi in queste regioni caotiche e ricche di gas tra le galassie.
Come è avvenuta la scoperta
L’evento, designato GRB 230906A, è stato rilevato per la prima volta il 6 settembre 2023 dal telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA. Successive osservazioni effettuate da Chandra, Swift e dal telescopio spaziale Hubble hanno individuato la posizione dell’esplosione nella debole galassia nana. I dati combinati hanno rivelato che la collisione è avvenuta all’interno di una regione in cui le galassie si erano precedentemente scontrate, innescando la formazione stellare e portando infine alla fusione di due stelle di neutroni.
“Abbiamo trovato una collisione nella collisione”, ha detto la dottoressa Eleonora Troja, astronoma dell’Università di Roma. “La collisione tra galassie 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”.
Implicazioni per la distribuzione degli elementi pesanti
Questa scoperta potrebbe spiegare come si osservano l’oro e il platino nelle stelle lontane dai nuclei galattici. Le fusioni di stelle di neutroni possono diffondere questi elementi pesanti in tutta la periferia delle galassie, arricchendo le successive generazioni di stelle. Mentre una spiegazione alternativa suggerisce che l’esplosione potrebbe essere avvenuta dietro un’altra galassia distante, i ricercatori preferiscono lo scenario della galassia nana.
La scoperta evidenzia il potere delle collaborazioni multi-telescopio nello svelare i misteri cosmici e sottolinea che eventi astrofisici estremi possono verificarsi anche nei luoghi più inaspettati.
In definitiva, questa scoperta rafforza il fatto che l’universo è molto più complesso di quanto si immaginasse in precedenza, e che le fusioni di stelle di neutroni potrebbero essere un fenomeno più comune in ambienti cosmici insoliti di quanto pensassimo.
