Scienza Per Tutti - 0467. Stelle di neutroni e metalli pesanti

In merito alla scoperta straordinaria della fusione delle due stelle di neutroni, esplose in una Kilonova, vorrei sapere come è stato possibile rilevare da terra la presenza di metalli pesanti che si sono generati durante questa incredibile esplosione, per caso dalla lettura dello spettro elettromagnetico? Vorrei poter capire come si possa leggere la presenza di metalli pesanti, solo basandosi sulla lettura dello spettro elettromagnetico, in questo caso, i GRB. Non ho trovato nulla in rete sull'argomento, vorrei poter capire bene e magari, per approfondire, se ci sono anche delle letture sull'argomento disponibili, non troppo difficili visto che sono solo un'appassionata, ma comunque molto curiosa e con il desiderio di capire davvero come funziona la modalità di rilevamento dei metalli pesanti da segnali che arrivano da zone dello spazio distanti centinaia di milioni di anni luce. Grazie per la gentilezza. (Anna)

Sì, la presenza dei metalli pesanti che sono stati generati in seguito alla fusione delle due stelle di neutroni è stata possibile grazie alla “lettura” dello spettro elettromagnetico emesso dal sistema. Quando due stelle di neutroni si fondono insieme, ci aspettiamo di osservare vari tipi di segnale, gravitazionale ed elettromagnetico, in varie fasi dell’evoluzione del sistema. Alcuni minuti prima della fusione, quando le due stelle orbitano ancora una intorno all’altra a velocità vicine a quelle della luce, osserviamo l’onda gravitazionale emessa, che raggiunge il culmine nel momento della fusione. Quasi in contemporanea il sistema emette un breve lampo di raggi gamma (gamma-ray burst, GRB) e successivamente, per un periodo che va da alcune ore a diversi giorni dopo la fusione, un’intensa radiazione elettromagnetica che è stata osservata e analizzata dai telescopi di tutto il mondo. L’atomo di ciascun elemento è caratterizzato da un’"impronta digitale" unica, che permette di identificarlo con sicurezza, e che è data dai suoi livelli energetici. Questo fa sì che ogni atomo emetta o assorba radiazione elettromagnetica di energia ben definita. Quindi, l’osservazione di queste “righe” di energia nello spettro della radiazione elettromagnetica emessa dopo la fusione delle stelle di neutroni permette di identificare la presenza dei vari elementi che sono stati prodotti nelle varie fasi che hanno seguito l’esplosione. Trovi un bel filmato che illustra questo fenomeno al link https://youtu.be/EuAwNRtW26E.

risponde Gianluca Gemme, fisico

ultimo aggiornamento novembre 2017