Coelum Astronomia 218 - 2018 - Page 99

dai satelliti Fermi e INTEGRAL, un lampo di raggi gamma della durata di circa 2 secondi, proveniente da una direzione del cielo compatibile con l'area d'errore del segnale gravitazionale e coincidente temporalmente. Notoriamente, i lampi gamma sono brevi flash di radiazione tra 100 keV e 1 MeV, rivelati più di 50 anni fa da missioni spaziali per raggi gamma e provenienti da galassie esterne alla nostra. Sono talmente luminosi che vengono rivelati fino a distanze che corrispondono a un'età dell'Universo pari a poche centinaia di milioni di anni. I lampi gamma si dividono in "lunghi" (da qualche decina a parecchie centinaia di secondi) e "corti" (durano 2 secondi o meno).

È stato teorizzato, quasi 30 anni fa, che la coalescenza di due stelle di neutroni dia luogo anche alla formazione di un getto relativistico, rivelabile come un lampo gamma di corta durata se l'orientazione del sistema è tale che la linea di vista dell'osservatore forma un angolo piccolo con l'asse orbitale. In questo caso, infatti, l'aberrazione relativistica aumenta enormemente (circa un fattore 10.000) la luminosità intrinseca del lampo gamma, che può essere così rivelato anche da distanze molto grandi. La rivelazione simultanea del segnale gravitazionale e del lampo gamma venne quindi interpretata come la prova inconfutabile che la predizione teorica era corretta. Tuttavia, per essere stato prodotto a una distanza di soli 124 milioni di anni-luce, il lampo gamma era debole, almeno un fattore 10.000 meno luminoso dei lampi gamma corti abitualmente osservati.

Se ne è concluso che quello rivelato è sì un lampo gamma corto, ma la sua luminosità non è amplificata relativisticamente perché il getto che lo produce è diretto a un angolo piuttosto grande (stimato essere di circa 30 gradi) rispetto alla linea di vista. La rivelazione della controparte in raggi X del lampo gamma, avvenuta solo 10 giorni dopo l'esplosione e non alcuni minuti dopo, come accadrebbe se l'asse del getto fosse orientato quasi lungo la linea di vista, ha confermato questa conclusione. Per la prima volta, oltre a rivelare la controparte in raggi gamma di un segnale gravitazionale, è emersa l'evidenza diretta del fatto, a lungo teorizzato, che i lampi gamma sono prodotti da getti relativistici e vengono tipicamente rivelati solo se questi getti sono diretti verso l'osservatore. Quelli diretti a grande angolo rispetto alla linea di vista sono intrinsecamente troppo deboli per essere rivelati a grandi distanze, ma possono essere rivelati e riconosciuti come tali a piccole distanze, se un segnale gravitazionale ne favorisce l'identificazione.

L'evento gravitazionale del 17 agosto 2017 ha inaugurato la cosiddetta "astronomia multi-messaggera", ossia lo studio di una sorgente astrofisica tramite quantità osservabili non

solo di tipo elettromagnetico. A rigore, non è la prima volta. L'astronomia multi-messaggera fu introdotta con la rivelazione dei neutrini solari alla fine degli anni Sessanta. Circa vent'anni dopo, neutrini furono captati da tre rivelatori simultaneamente all'esplosione della supernova 1987A nella Grande Nube di Magellano. Infine, nel 2012 si osservò che il brillamento in luce gamma in una galassia attiva a circa 9 miliardi di anni luce dalla Terra aveva raggiunto il massimo proprio simultaneamente a un'emissione di neutrini di alta energia (più di 1.000 miliardi di elettronvolt), rivelata dall'esperimento IceCube in Antartide e se ne ipotizzò l'associazione fisica. Tuttavia, questi eventi sono o estremamente vicini a noi (nel caso del Sole e di SN1987A) oppure non ancora confermati in modo inoppugnabile (nel caso della galassia attiva). GW170817 ha dimostrato che le sorgenti con forme multiple di radiazione (elettromagnetica, gravitazionale, e forse in un prossimo futuro neutrinica) possono divenire oggetto di studio frequente ed essere così comprese a un livello che sarebbe impossibile raggiungere se venissero investigate solo attraverso il canale elettromagnetico.

Un ringraziamento a M. Burgay, G. Losurdo, P. Mazzali, B. Patricelli, A. Stamerra, G. Stratta e G. Vannoni.

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