I buchi neri ci avvisano

Durante la loro fase di contrazione, i nuclei delle stelle giganti che si trasformano in buchi neri, lanciano un segnale speciale quando superano lo stato di stella di neutroni.

Non tutte le ciambelle riescono col buco. Ossia, non tutte le stelle giganti che collassano alla fine della loro esistenza “normale”  si trasformano in buchi neri. Ci vorrebbe un segnale che ci avvisasse quando il fenomeno avviene realmente. Forse è stato trovato e si può scorgere se si guarda bene e con pazienza nel cielo.

Non sempre la nascita di un buco nero genera un lampo di raggi gamma molto intenso, visibile chiaramente da molto lontano. Si pensa che molte stelle collassino fino a diventare buchi neri senza segni eclatanti, a volte addirittura anche senza mostrare il fenomeno di supernova, le cosiddette “unnove”.

Tuttavia, la nuova ipotesi che analizza nei dettagli il collasso stellare porta a concludere che ad un certo momento deve succedere qualcosa che segnali il momento senza ritorno verso un buco nero.

Durante il collasso gli elettroni e i protoni si uniscono e producono neutroni. Per alcuni istanti il nucleo diventa una stella di neutroni. Questo processo, però, produce una vera e propria “flotta” di neutrini che abbandonano il nucleo collassante e si disperdono a velocità prossime a quella della luce. Essi portano con sé una grande quantità di energia e -di conseguenza- di massa del nucleo che sta precipitando verso la sua condizione più estrema.

Questa improvvisa perdita di massa, fa sì che la gravità del nucleo diminuisca drasticamente e violentemente.  Questo fatto regala un’insperata libertà agli strati di idrogeno ancora esistenti nelle zone più vicine al nucleo e questi si scontrano con quelli superiori a velocità dell’ordine di 1000 km al secondo. Il modello mostra che a quel punto l’onda d’urto farebbe salire la temperatura producendo un flash non molto intenso ma sicuramente visibile se cercato con attenzione tra le galassie relativamente vicine.. Un lampo di luce insignificante se paragonato a quello delle supernove  ma sicuramente rivelabile per un periodo di 3-10 giorni, soprattutto nell’ultravioletto.

Si spera di poterne osservare almeno uno all’anno con strumentazioni che stanno completandosi e che inizieranno a lavorare nel 2015. Sia che sia o non sia confermata questa ipotesi, il risultato darà comunque ottime informazioni: o perché permetterà di vedere la nascita di un buco nero -se confermata- o perché -se non confermata- porrà del limiti al numero di nascite degli oggetti più potenti dello Spazio e ai loro meccanismi di creazione.

Ti ricordiamo che per commentare devi essere registrato. Iscriviti al Forum di Astronomia.com ed entra a far parte della nostra community. Ti aspettiamo! : )

26 Commenti    |    Aggiungi un Commento

  1. interessante enzo,non mi sono chiare certe dinamiche di..."tempo" per quanto riguarda questi processi....cioè è curioso( e anche affascinante )l'idea di capire quanto effetivamente duri il processo finale che porta alla formazione di nane bianche,stelle di neutroni o buchi neri(in base alla massa della stella nella sua
    morte/trasformazione)....voglio dire,in confronto alla vita totale di una stella che può andare da milioni a miliardi di anni,questo processo finale,nella sua effettiva "trasformazione" quanto può durare in termini di tempo?per stelle come il sole prima di arrivare alla nana bianca la dispersione di materia della gigante rossa avviene gradualmente o vi è un preciso momento del collasso gravitazionale del nucleo? e l'esplosione in sè di una supernova "dura" effettivamente chessò, pochi secondi?

  2. Citazione Originariamente Scritto da davide1334 Visualizza Messaggio
    interessante enzo,non mi sono chiare certe dinamiche di..."tempo" per quanto riguarda questi processi....cioè è curioso( e anche affascinante )l'idea di capire quanto effetivamente duri il processo finale che porta alla formazione di nane bianche,stelle di neutroni o buchi neri(in base alla massa della stella nella sua
    morte/trasformazione)....voglio dire,in confronto alla vita totale di una stella che può andare da milioni a miliardi di anni,questo processo finale,nella sua effettiva "trasformazione" quanto può durare in termini di tempo?per stelle come il sole prima di arrivare alla nana bianca la dispersione di materia della gigante rossa avviene gradualmente o vi è un preciso momento del collasso gravitazionale del nucleo? e l'esplosione in sè di una supernova "dura" effettivamente chessò, pochi secondi?
    Sono fenomeni rapidissimi, che si misurano in minuti o giorni al più. Bisogna, quindi, guardare nel punto giusto al momento giusto. Tuttavia, come dicevo le emissioni del caso in esame restano visibili un po' più a lungo.

  3. Citazione Originariamente Scritto da Vincenzo Zappalà Visualizza Messaggio
    Durante la loro fase di contrazione, i nuclei delle stelle giganti che si trasformano in buchi neri, lanciano un segnale speciale quando superano lo stato di stella di neutroni....
    leggi tutto...
    Interessantissimo caro Enzo, quindi non si sfugge, tutti hanno un ultimo sussulto prima della morte.

  4. Ciao, sarebbe fantastico osservare finalmente un simile segnale ... Ma una cosa non mi é chiara. l'emissione di neutrini avviene alla nascita della stella di neutroni indipendentemente dal fatto che subito dopo la stella di neutroni continui a collassare nel buco nero o meno.
    Cosa mi sono perso?
    Grazie per il chiarimento e per i tuoi articoli sempre affascinanti.
    Alessio

  5. Citazione Originariamente Scritto da alessiocarlini Visualizza Messaggio
    Ciao, sarebbe fantastico osservare finalmente un simile segnale ... Ma una cosa non mi é chiara. l'emissione di neutrini avviene alla nascita della stella di neutroni indipendentemente dal fatto che subito dopo la stella di neutroni continui a collassare nel buco nero o meno.
    Cosa mi sono perso?
    Grazie per il chiarimento e per i tuoi articoli sempre affascinanti.
    Alessio
    L'emissione di neutrini dipende dalla fusione degli elettroni con i protoni, e non dipende dal risultato finale del collasso (buco nero o stella di neutroni).

  6. Citazione Originariamente Scritto da Mario Fiori Visualizza Messaggio
    Interessantissimo caro Enzo, quindi non si sfugge, tutti hanno un ultimo sussulto prima della morte.
    necrofilo....

  7. Durante il collasso gli elettroni e i protoni si uniscono e producono neutroni. Per alcuni istanti il nucleo diventa una stella di neutroni. Questo processo, però, produce una vera e propria “flotta” di neutrini che abbandonano il nucleo collassante e si disperdono a velocità prossime a quella della luce. Essi portano con sé una grande quantità di energia e -di conseguenza- di massa del nucleo che sta precipitando verso la sua condizione più estrema.

    Questa improvvisa perdita di massa, fa sì che la gravità del nucleo diminuisca drasticamente e violentemente. Questo fatto regala un’insperata libertà agli strati di idrogeno ancora esistenti nelle zone più vicine al nucleo e questi si scontrano con quelli superiori a velocità dell’ordine di 1000 km al secondo. Il modello mostra che a quel punto l’onda d’urto farebbe salire la temperatura producendo un flash non molto intenso ma sicuramente visibile se cercato con attenzione tra le galassie relativamente vicine.. Un lampo di luce insignificante se paragonato a quello delle supernove ma sicuramente rivelabile per un periodo di 3-10 giorni, soprattutto nell’ultravioletto.
    Se ho ben capito nella fase di stella di neutroni il raggio è superiore al limite di Chandrasekhar perdendo neutrini, la massa diminuisce, come fa a implodere ulteriormente?

    A meno che il collasso avvenga dall'interno ed interessi via via gli strati più esterni viaggiando alla velocità del suono dell'onda d'urto, quindi solo ad un certo punto si creerebbe l'orizzonte degli eventi... a quel punto si creerebbe il muro, a questo punto niente potrà uscire... ma solo entrare ed inizia lo spettacolo della supernova!!! (almeno credo)

  8. Citazione Originariamente Scritto da Beppe Visualizza Messaggio
    Se ho ben capito nella fase di stella di neutroni il raggio è superiore al limite di Chandrasekhar perdendo neutrini, la massa diminuisce, come fa a implodere ulteriormente?

    A meno che il collasso avvenga dall'interno ed interessi via via gli strati più esterni viaggiando alla velocità del suono dell'onda d'urto, quindi solo ad un certo punto si creerebbe l'orizzonte degli eventi... a quel punto si creerebbe il muro, a questo punto niente potrà uscire... ma solo entrare ed inizia lo spettacolo della supernova!!! (almeno credo)
    caro Beppe,
    la massa diminuisce leggermente tanto da dare libertà agli strati che già erano usciti, ma non a sufficienza per fermare la contrazione che è già arrivata alla fase neutronica.
    Non capisco bene la seconda parte... in ogni modo l'orizzonte degli eventi non si crea. Esso esiste già per ogni oggetto (teoricamente, ma è un limite teorico sempre). Anche la Terra ce l'ha (circa 9mm), ma si diventa buchi neri solo quando tutta la massa si concentra in un raggio minore di questo valore critico... Per il Sole è 3 km...

  9. Citazione Originariamente Scritto da alessiocarlini Visualizza Messaggio
    Ciao, sarebbe fantastico osservare finalmente un simile segnale ... Ma una cosa non mi é chiara. l'emissione di neutrini avviene alla nascita della stella di neutroni indipendentemente dal fatto che subito dopo la stella di neutroni continui a collassare nel buco nero o meno.
    Cosa mi sono perso?
    Grazie per il chiarimento e per i tuoi articoli sempre affascinanti.
    Alessio
    mettiamola così: se la stella ha superato la fase "neutronica" o resta com'è o continua fino al buco nero. Se resta com'è è però una pulsar e in qualche modo visibile. Inoltre, se la stella non va oltre penso che l'emissione neutrinica abbia un comportamento diverso...

  10. in ogni modo l'orizzonte degli eventi non si crea. Esso esiste già per ogni oggetto (teoricamente, ma è un limite teorico sempre). Anche la Terra ce l'ha (circa 9mm), ma si diventa buchi neri solo quando tutta la massa si concentra in un raggio minore di questo valore critico... Per il Sole è 3 km...
    Quello che volevo dire è che nel momento parossistico la stella comincia a contrarsi aumentando enormemente la densità e la pressione favorendo la fusione tra elettroni e protoni, questo capita nel nucleo della stella. Diminuiscono gli elettroni liberi, quindi l'elettrorepulsione; malgrado l'aumento della densità si ha più spazio, diminuisce la pressione fotonica, altri elettroni, protoni e neutroni non più sostenuti precipitano verso il nucleo aumentando la velocità di formazione di nuovi neutroni. Continua ad aumentare anche la velocità di rotazione per conservare il momento angolare. I fotoni non più trattenuti dagli elettroni del nucleo porteranno energia agli strati più esterni. Parte della massa stellare collassa e una parte più o meno importante sarà espulsa. Se la massa collassata e di poche masse solari al termine si avrà una stella di neutroni e una nebulosa planetaria.
    Se la stella aveva massa sufficiente ad un certo punto la velocità di fuga del nucleo superdenso sarà pari a quella della luce e si avrà un buco nero con il suo orizzonte degli eventi. La parte restante della stella un po' interagirà con il buco nero come disco di accrescimento, oppure se abbastanza lontana diventerà una nebulosa planetaria in espansione.

    Per favore Enzo, dimmi che ho capito qualcosa...