Esplosione kilonova, lo scontro tra due stelle di neutroni

L’esplosione kilonova è un fenomeno che avviene quando si verifica lo scontro tra due stelle di neutroni, che genera un vero e proprio scoppio. Per la prima volta gli esperti sono riusciti a descrivere con estrema precisione i contorni dell’esplosione. Due stelle di neutroni sono state le protagoniste di una collisione a 150 milioni di anni luce di distanza da noi. Da questo scontro tra stelle sono nati alcuni elementi pesanti tra cui l’oro, il platino e l’uranio.

Che cos’è un’esplosione di kilonova

L’esplosione di kilonova è un particolare tipo di esplosione astronomica che coinvolge due corpi celesti ad elevata densità. Per esempio, questa esplosione può essere causata dallo scontro di stelle di neutroni o di buchi neri. Sono esplosioni molto forti, con uno spettro energetico concentrato principalmente nella fascia del vicino infrarosso. Un’esplosione di kilonova genera elementi radioattivi pesanti, onde gravitazionali e radiazioni nel campo dell’ultravioletto, del visibile, dell’infrarosso, dei raggi X e delle onde radio.

Quando si verifica un’esplosione kilonova?

Un’esplosione kilonova si genera dallo scontro e fusione di due stelle di neutroni. Questi oggetti non sono altro che delle normali stelle ma in una fase in cui i processi di fusione nucleare sono terminati. Risultano quindi corpi molto compatti rispetto alle stelle. In genere hanno un diametro al massimo di 20 chilometri, con una massa che può arrivare al doppio di quella del sole. Da questo evento si può generare un buco nero e si libera un’elevatissima quantità di energia. Lo studio di esplosioni di questo tipo può essere utile comprendere alcuni fenomeni come l’espansione dell’universo o la sua età. Si tratta di un metodo che può essere confrontato con altre misure per ottenere una maggiore precisione e rispondere ad alcune delle domande che si studiosi si pongono da sempre.

Un’esplosione perfetta

La kilonova è un tipo di esplosione affascinante dal punto di vista fisico, perché crea delle condizioni estreme da cui si possono generare elementi pesanti come l’oro, il platino e l’uranio. Normalmente le stelle di neutroni ruotano intorno a un baricentro comune e sono in equilibrio gravitazionale tra di loro. Una volta esaurite tutte le reazioni di fusione nucleare, le stelle tendono a “spegnersi” e separarsi. Quando invece avviene un’esplosione kilonova le stelle di neutroni si fondono tra di loro. Questo produce una vera e propria bomba di energia che distribuisce intorno a sé la materia e poi la fa collassare dando origine a un possibile buco nero. La fusione di due stelle di neutroni e le emissioni elettromagnetiche che seguono sono oggetto di studio perché possono aiutare a svelare alcuni misteri dell’universo, come quello dell’allontanamento delle galassie e quindi dell’espansione dell’universo.

Come avviene l’esplosione?

Per la prima volta gli esperti sono riusciti a descrivere con precisione come avviene l’esplosione kilonova, definendola appunto come l’esplosione perfetta. Definendo i contorni dell’esplosione, hanno scoperto che l’esplosione si diffonde nei primi istanti come una sfera luminosa perfetta. L’esplosione kilonova che si è verificata di recente è avvenuta a circa 150 milioni di anni luce da noi. Le due stelle di neutroni inizialmente erano due normali stelle. Terminate le reazioni nucleari si sono poi trasformate in stelle di neutroni. Per miliardi di anni le due stelle di neutroni hanno orbitato intorno a un centro di massa comune, alla velocità di 75 mila chilometri al secondo. La loro rotazione ha generato dei forti campi magnetici. Gli studi precedenti ipotizzavano che la forma dell’esplosione non fosse sferica ma a disco. Per la prima volta invece è stata identificata la sfericità perfetta dell’esplosione kilonova.

Un’esplosione sferica

L’esplosione kilonova in pochi giorni raggiunge una luminosità enorme, che è circa un miliardo di volte quella del sole. Questo significa che si rilascia una quantità di energia talmente grande che deve partire necessariamente dal centro, per compensare le regioni che altrimenti sarebbero asimmetriche. La nube, secondo i modelli esistenti attualmente, dovrebbe essere di una forma appiattita e non simmetrica. Mentre le osservazioni ora dimostrano il contrario. Ma ciò che determina la sfericità è la presenza di condizioni fisiche ancora in parte sconosciute che saranno oggetto di ulteriori approfondimenti.

Credit immagine di copertina: Reuters/Albert Sneppen