Come un gruppo di detective che riapre un caso apparentemente chiuso, un team internazionale di astronomi guidato da Zhi-Ping Jin, del Purple Mountain Observatory di Nanchino, e di cui fanno parte Stefano Covino e Paolo D'Avanzo dell'Istituto Nazionale di Astrofisica, ha individuato una kilonova – ovvero una potentissima esplosione prodotta dalla fusione di oggetti celesti molto densi, come stelle di neutroni o buchi neri - associata ad un lampo di raggi gamma identificato 12 anni fa, denominato GRB 070809.
I risultati di questo lavoro sono stati pubblicati sulla rivista Nature Astronomy. La scoperta è stata possibile proprio grazie a un nuovo, accurato studio che ha rianalizzato dati d’archivio ottenuti con i telescopi ottici Keck e Hubble Space Telescope e con lo X-ray Telescope, a bordo del satellite Neil Gehrels Swift Observatory.
"Questo articolo è solo l’ultimo di una serie realizzati in collaborazione con i nostri colleghi cinesi", dice Stefano Covino, e prosegue: "L'idea di fondo è semplice. Abbiamo a disposizione un vasto archivio di dati ottenuti dalle osservazioni di lampi di luce gamma (gamma-ray bursts, GRB) di breve durata rivelati dal satellite Swift e seguiti con telescopi operanti a tutte le frequenze. Per lungo tempo si è sospettato che questa classe di GRB fosse originata dalla fusione di due stelle di neutroni o da una stella di neutroni e un buco nero, dando così origine ad un segnale di onde gravitazionali e, sul fronte elettromagnetico, ad una emissione di kilonova, sovrapposta a quella del GRB stesso”.
“Fino al 17 agosto del 2017 nessuno però aveva mai potuto osservare con chiarezza una kilonova, né aveva rivelato il segnale gravitazionale originato dalla coalescenza di due stelle di neutroni. Anche se si tratta di un singolo evento, quello del 17 agosto, che ha evidenziato in modo chiaro una emissione da kilonova, è stato seguito con un livello di dettaglio eccezionale. Adesso abbiamo quindi la possibilità di confrontare gli eventi passati con quello, cercando similitudini". Ed effettivamente, confrontando l'emissione X e quella ottica del GRB 070809, è stato subito evidente che quest’ultima era decisamente più brillante di quanto atteso.
"Questo ha portato a pensare che stessimo osservando due fenomeni distinti - commenta D'Avanzo - uno di origine termica, dominante nella luce visibile e dovuto alla kilonova, assieme alla normale emissione del GRB, di origine non termica, osservabile nei raggi X". La possibilità che nelle curve di luce di GRB di breve durata si nascondano anche le emissioni delle kilonove era già stata da tempo ipotizzata, e confermata da diverse altre identificazioni. Tuttavia il GRB di solito domina l'emissione e di conseguenza identificare la tenue luminosità della kilonova richiede un lavoro di analisi delicato e complesso che spiega come queste scoperte richiedano spesso la rianalisi di dati ottenuti con diversi telescopi, anche a distanza di molto tempo dall'evento studiato.
È comunque convinzione diffusa che le kilonove siano fenomeni relativamente comuni conseguenti alla coalescenza di sistemi binari compatti con almeno una delle componenti formata da una stella di neutroni. Queste scoperte preparano quindi lo scenario per la possibile identificazione di una nuova controparte di un evento di onde gravitazionali alla ripresa delle attività degli interferometri per onde gravitazionali LIGO e Virgo.