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Notiziario Marketpress di
Martedì 28 Ottobre 2008 |
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PIÙ LUMINOSA DI UN MILIARDO DI SOLI: RICERCATORI ITALIANI DELL’ALBERT EINSTEIN INSTITUTE (GERMANIA) EFFETTUANO LA PRIMA SIMULAZIONE COMPLETA IN RELATIVITÀ GENERALE DELLA COLLISIONE DI DUE STELLE DI NEUTRONI
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Trieste, 28 ottobre 2008 - Il gruppo di relatività numerica al Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute, Aei) ha ora pubblicato il primo accurato e completo calcolo dello spiraleggiamento e collisione di un sistema di due stelle di neutroni di massa uguale, in tre dimensioni ed in relatività generale. Usando i supercomputer Belladonna e Damiana dell’Aei gli scienziati hanno raccolto informazioni non solo circa le onde gravitazionali emesse da questi oggetti, ma anche riguardo all’origine dei lampi di raggi gamma (gamma-ray bursts o Grbs). I risultati sono stati appena pubblicati sulla rivista scientifica Physical Review D, volume 78, 084033. Le simulazioni effettuate da un gruppo di scienziati italiani (Luca Baiotti, ora all’Università di Tokyo, Bruno Giacomazzo e Luciano Rezzolla all’Aei, tutti e tre ex studenti di dottorato della Sissa - Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati di Trieste, del settore di Astrofisica) considerano le stelle quando sono ancora ampiamente separate fra di loro e quindi ne evolvono la dinamica fino a che le loro orbite si avvicinano a causa dell’emissione di onde gravitazionali. Una volta sufficientemente vicine da non poter resistere alla reciproca attrazione gravitazionale, le due stelle di neutroni collidono violentemente producendo una stella di neutroni ipermassiva (o Hmns) che in seguito collassa formando un buco nero rotante. Quest’ultimo è circondato da un toro di materia ad alta temperatura ed estremamente denso che ruota talmente rapidamente da non poter cadere all’interno del buco nero ed orbita attorno ad esso fino a che viene lentamente, ma progressivamente assorbito. Sebbene l’intero processo costituito dalla parte finale dello spiraleggiamento, collisione e collasso a buco nero sia molto rapido, questo è anche estremamente energetico. Infatti, in meno di 1 secondo, il sistema binario rilascia la stessa quantità di energia che il nostro sole emette in 10 miliardi di anni; di conseguenza, il sistema binario sarebbe “visibile” (agli occhi di potenti telescopi) anche se distante un miliardo di anni luce da noi. “I nostri calcoli forniscono la più chiara descrizione ad oggi della collisione di due stelle di neutroni” dichiara il Prof. Luciano Rezzolla, a capo del gruppo di relatività numerica dell’Aei. “Le stelle di neutroni sono oggetti estremamente affascinanti - confrontati con i buchi neri la loro fisica è molto più interessante. Le nostre simulazioni del loro comportamento forniscono nuove informazioni sulle onde gravitazionali e sui lampi brevi di raggi gamma (o Grbs), alcune delle più energetiche e misteriose esplosioni astrofisiche. ” Il Prof. Bernard Schutz, Direttore dell’Aei, aggiunge: “I risultati ottenuti dal gruppo del Prof. Rezzolla rappresentano un passo di estrema importanza nella comprensione delle collisioni fra stelle di neutroni. Il gruppo ha lavorato per molti anni per sviluppare i più potenti software e sono stati sostenuti dalla Max Planck Society con alcuni dei più veloci supercomputer disponibili al mondo per questo tipo di ricerche. Questo lungo lavoro ha portato oggi a questi importanti risultati. Abbiamo finalmente una simulazione che usa tutta la fisica delle equazioni della relatività generale di Einstein per studiare questi eventi rari, ma estremamente potenti” Sebbene uno degli scenari più ampiamente accettati per la formazione di questi “brevi” lampi gamma coinvolga la collisione di due stelle di neutroni e la successiva formazione di un buco nero circondato da un toro di materia, i calcoli fatti all’Aei sono i primi a mostrare chiaramente che questo scenario ha effettivamente luogo ed in maniera piuttosto naturale a seguito della collisione di due stelle di neutroni. Le simulazioni forniscono per la prima volta anche l’evidenza che il toro attorno al buco nero ha una notevole massa, è estremamente caldo e, cosa ancora più importante, stabile per diversi periodi orbitali. Queste condizioni sono essenziali per l’emissione di coppie di neutrini ed anti-neutrini la cui annichilazione porterebbe all’emissione di potenti raggi gamma. . |
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