È stato avvistato un bagliore che secondo gli astronomi che studiano la regione dello spazio da cui proviene, potrebbe essere il bagliore residuo dell'esplosione di kilonova generata dalla fusione tra due stelle di neutroni. Probabilmente il bagliore è stato prodotto dall'onda d'urto che si è schiantata contro la polvere nella regione dello spazio intorno all'esplosione.
In alternativa, il bagliore potrebbe essere stato prodotto da materiale espulso durante l'esplosione che è ricaduto sull'oggetto appena fuso, probabilmente un buco nero di piccola massa. In entrambi i casi, il fenomeno sembra non essere mai stato rilevato prima.
"Siamo entrati in un territorio inesplorato", ha dichiarato l'astronomo Aprajita Hajela della Northwestern University. "Stiamo guardando qualcosa di nuovo e straordinario per la prima volta. Questo ci dà l'opportunità di studiare e comprendere nuovi processi fisici, che prima non erano mai stati osservati".
L'esplosione stessa, rilevata per la prima volta il 17 agosto 2017, è stata un evento assolutamente epico. Per la prima volta, gli astronomi hanno rilevato il momento in cui due stelle di neutroni, bloccate insieme in un'orbita sempre più vicina, si sono unite e si sono fuse. Non solo l'evento, denominato GW170817, è stato catturato utilizzando il nuovo campo dell'astronomia delle onde gravitazionali, ma in luce in tutto lo spettro.
La fusione ha prodotto un'esplosione di kilonova, un'esplosione 1.000 volte più luminosa di una nova classica. L'analisi della luce di questa esplosione ha rivelato che le collisioni di stelle di neutroni producono lampi di raggi gamma; che i getti vicini alla velocità della luce vengono espulsi dall'esplosione; e che, nell'ambiente energetico durante l'esplosione, si formano metalli pesanti come oro, platino e uranio.
Poiché si trattava di un'osservazione completamente nuova, gli astronomi hanno continuato a osservare la regione del cielo in cui si è verificata, a circa 132 milioni di anni luce dal Sistema Solare. Nelle lunghezze d'onda dei raggi X, hanno notato qualcosa di veramente particolare. Nove giorni dopo il lampo di raggi gamma, la sorgente ha iniziato a brillare, illuminandosi con un picco 160 giorni dopo la fusione. Poi, il bagliore è svanito rapidamente. Questo è stato interpretato come un getto relativistico.
Tuttavia, mentre il bagliore è svanito su gran parte dello spettro, dal 2020 si è stabilizzato nelle lunghezze d'onda dei raggi X, una luce costante che persiste nell'oscurità dello spazio. "Il fatto che i raggi X abbiano smesso di svanire è stata la migliore prova che qualcosa oltre a un getto viene rilevato nei raggi X in questa sorgente", ha affermato l'astrofisica Raffaella Margutti dell'Università della California a Berkeley.
Secondo l'analisi del team, la soluzione migliore per il bagliore è uno shock relativistico mentre l'espulsione dalla collisione esplodeva nello spazio. Questo, dicono, è simile a un boom sonico, qui sulla Terra: mentre questo materiale si espande nello spazio intorno alla fusione, sbatte contro i gas, generando shock che riscaldano il gas e causano il bagliore dei raggi X.
Se è così, ciò suggerisce che la formazione di un buco nero dalle due stelle di neutroni non è stato un processo rapido.
L'altra spiegazione è che, quando il buco nero si è formato, il materiale intorno ad esso ha iniziato a ricadere su di esso, dopo essersi assemblato in un disco di accrescimento vorticoso. Questo disco orbitante, riscaldato dalla gravità e dall'attrito, emetterebbe anche radiazioni X. Entrambi gli scenari, un'onda d'urto di kilonova o materiale che cade su un buco nero appena formato in una fusione di stelle di neutroni, sarebbero i primi ad essere stati individuati.
Gli astronomi continueranno ad osservarlo per vedere come cambia il suo comportamento nel tempo. Se si illumina nelle emissioni radio nei prossimi anni, è probabile che si tratti di un'onda d'urto. Se continua costantemente a emettere raggi X e poi diminuisce di luminosità, è probabile che sia materiale che accresce il buco nero. Qualunque cosa sia, ci dirà qualcosa di nuovo sulle fusioni di stelle di neutroni.
"Ulteriori studi su GW170817 potrebbero avere implicazioni di vasta portata", ha affermato l'astronoma Kate Alexander della Northwestern University. "Il rilevamento di un bagliore residuo di kilonova implicherebbe che la fusione non ha prodotto immediatamente un buco nero. In alternativa, questo oggetto potrebbe offrire agli astronomi la possibilità di studiare come la materia cade su un buco nero pochi anni dopo la sua nascita".