1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

Puro caso? o No?

Oggi è uscito un papero molto interessante che riporta la scoperta del primo oggetto compatto (vedi stella di neutroni o buco nero)
con massa compresa tra tra le 2 e le 3 masse solari:

https://arxiv.org/pdf/2401.09872.pdf

Ci sono pure parecchie figure per chi trova le equazioni un pò ostiche

Ciao.
Roberto Gorelli

Ti giuro che temevo anche io una tua risposta del genere.
In realtà noi ragioniamo pensando che ci sia una sorta di conservazione della massa, cioè pensiamo che la massa di roba (pianeti, gas, stelle) che entra in un buco nero fuoriesca dal rispettivo buco bianco ad esso collegato rispettando la quantità di massa. Come fosse un tubo: tanta massa entra nel buco nero, tanta massa esce dal buco bianco. Non so se vale ancora questo principio (conservazione della massa). Non azzarderei.
In secondo luogo i buchi neri piccoli si ingrandiscono e ci sarebbe di mezzo la questione del "prima" e "dopo" (il tempo, quindi) ma sicuramente questo concetto non collima con la teoria dello spazio-tempo che si torce e si stira vicino ad un buco nero o bianco.
Detto questo mi fermo per non dover andare a ritirare il premio IgNobel.
Scherzi a parte, qualche personaggio autorevole cui io non sono degno neppure di sciogliere i legacci dei calzari ci sta pensando seriamente.

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Costanzo
"Una cosa ho imparato nella mia lunga vita: che tutta la nostra scienza è primitiva e infantile
eppure è la cosa più preziosa che abbiamo" (A. Einstein).

Ottima cosa!

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Costanzo
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eppure è la cosa più preziosa che abbiamo" (A. Einstein).

Stella di neutroni o buco nero? Questo è il mistero.
MEDIAINAF:
https://www.media.inaf.it/2020/06/24/stella-di-neutroni-o-buco-nero/#:~:text=Quando%20le%20stelle%20pi%C3%B9%20massicce,compatti%20chiamati%20stelle%20di%20neutroni.
La collaborazione Ligo-Virgo ha annunciato la scoperta di un oggetto misterioso di 2.6 masse solari, trovato il 14 agosto 2019 mentre si stava fondendo con un buco nero di 23 masse solari, generando le onde gravitazionali rilevate sulla Terra da Ligo e Virgo. Gli scienziati non sanno ancora se fosse una stella di neutroni o un buco nero, ma in entrambi i casi ha stabilito un record, come la stella di neutroni più pesante o il buco nero più leggero, a oggi conosciuti.

...

Tuttavia, a 2.6 volte la massa del Sole, supera le attuali previsioni per la massa massima di stelle di neutroni, e potrebbe invece essere il buco nero più leggero mai rilevato».

video relativo all'articolo citato:
https://www.youtube.com/watch?v=FohoMUkQSLM&t=5s

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Costanzo
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eppure è la cosa più preziosa che abbiamo" (A. Einstein).

Mettiamola quantisticamente

potrebbe essere sia l'uno che l'altro .... secondo i desideri del lettore!
Ciao.
Roberto Gorelli

Pongo una questione difficile.
Qualsiasi contributo alla conoscenza può essere interessante.
Come si distingue un buco nero da una stella di neutroni tra le 2 e le 5 masse solari?
Vale la controparte ottica o di emissione radio (ad esempio se vi si riconosce la tipica emissione periodica delle pulsar o no, oppure qualche lampo gamma caratteristico)?
Se si assiste ad una coalescenza del corpo incognito (tra le 2 e le 5 masse solari) con un altro corpo (buco nero o stella di neutroni) si hanno informazioni in più?
Ammetto che gli interrogativi possano richiedere la conoscenza di modelli stellari avanzati che non sono alla portata di chi desidererebbe semplificare molto.
L'eterno problema degli scienziati è di far capire i loro studi al grande pubblico senza banalizzare troppo.


Riprendo una parte dell'articolo del Prof. Gorelli:
Tra gli oggetti compatti osservati negli eventi di fusione di onde gravitazionali pochi hanno masse nello spazio tra le stelle di neutroni (NS=Neutron Star) più massicce e buchi neri meno massicci (BH=Black Hole) conosciuti. La loro natura e la formazione dei loro binari di fusione non sono ben compresi. Riportiamo le osservazioni sulla tempistica delle pulsar utilizzando il Karoo Array Telescope (MeerKAT) di PSR J0514−4002E, un'eccentrica pulsar binaria millisecondo nell'ammasso globulare NGC 1851 con una massa binaria totale di 3.887 ± 0.004 masse solari (M⊙). Il compagno della pulsar è un oggetto compatto e la sua massa (tra 2,09 e 2,71 M⊙, 95% intervallo di confidenza) è nel gap di massa, quindi è una stella di neutroni (NS) molto massiccio oppure un buco nero (BH) di massa ridotta. Proponiamo che il compagno sia nato da una fusione tra due NS precedenti.

E' impressionante come si parli oramai con grande disinvoltura di stelle di neutroni e buchi neri come di oggetti reali completamente acclarati, dati sicuramente per certi. D'accordo c'è la questione difficile dell'identificazione all'interno del gap tra le 2 e le 5 masse solari, ma per il resto non si hanno molti dubbi.

Continuo con l'articolo:
Gli ammassi globulari (GC) sono ammassi stellari densi, legati gravitazionalmente. Sono stati osservati ospitare un gran numero di sistemi binari a raggi X di massa ridotta (LMXB=Low Mass X Binary) costituiti da un compatto oggetto che accumula materiale da una stella donatrice. Gli LMXB sono ∼ 10^3 volte più abbondanti per unità di massa stellare negli ammassi globulari (GC) rispetto al disco della Via Lattea (piano galattico). Ciò è dovuto alle elevate densità stellari al centro dei CG che aumentano il tasso di incontri di scambio in cui le stelle di neutroni (NS) acquisiscono compagne di sequenza principale (MS) di piccola massa. Le stelle SM evolvono finché non iniziano a trasferire massa alla stella di neutroni NS, a quel punto si forma un LMXB, cioè un sistema binario a raggi X di massa ridotta.
Si prevede che queste binarie a raggi X producano pulsar millisecondo (MSP=Milli Second Pulsar, stelle di neutroni radio-emittenti con periodi di spin P < 10 ms) in orbite quasi circolari attorno a compagne di piccola massa(2, 3). Ci sono un totale di 305 pulsar conosciute in 40 GC(4), la stragrande maggioranza delle quali sono della MSP (Main Sequence Population). La maggior parte dei sistemi nei GC (Globular Cluster) sono simili alla popolazione MSP trovata nella piano galattico, sebbene le loro eccentricità orbitali siano spesso più elevate, il che si pensa sia il risultato di ciò incontri ravvicinati con altre stelle.

Non prendetemi per matto.
E' solo una lettura per curiosare nel grado di complessità della trattazione. Di solito si offre alle persone della strada una spiegazione all'acqua di rose fatta per i puffi e le bamboline. Se si vuole approfondire un po' ci si addentra in labirinti di ipotesi e congetture quasi proibitivi conditi di salsa matematica.
Non può accedere ad un livello divulgativo intermedio?
Confesso peraltro che dall'articolo qualcosa intuisco.

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Costanzo
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Rispondo velocemente a una parte del post di Ippo: bisogna distinguere due casi, l'oggetto singolo e l'oggetto binario, in questo caso si tratta di un oggetto binario
quindi possiamo avere la massa dei 2 oggetti con la sola incertezza dell'inclinazione della loro orbita verso la Terra: se fossero anche un EB (Eclipsing binary) allora i transiti (equivalenti di eclissi) ci permetterebbero di ricavare un'enorme quantità di dati sui due oggetti, in caso contrario ci servirebbe che altri (piccoli) oggetti vi cadano sopra e allora dagli "sbuffi" di raggi X e gamma ricaveremo informazioni.

Se invece si tratta di un oggetto singolo, innanzitutto non sapremmo la sua massa, e allora bisognerebbe aspettare che passi davanti ad una stella in modo che si provochi un microlensing, che ci fornirebbe alcune informazioni, oppure dovremmo aspettare a caso che un asteroide ci passi davanti (transito) o che un oggetto ci caschi sopra.
proprio ora stiao facendo nel programa TESS una discussione per la caccia ai microlensing d'archivio e sta ricominciando un programma "citizen science" per trovare i microlensing.

Il resto a domani perchè devo andare all'osservatorio.
Ciao.
Roberto Gorelli

in "buchi bianchi" Rovelli propone una visione molto diversa del buco bianco, come, di fatto, qualcosa che discendendo da un buco nero che "evapora molto lentamente" (radiazione di Hawking) è praticamente evanescente, piccolissimo, di diametro, massa ed energia (non ricordo a livello di informazione cosa ne dica) e si manifesta nel nostro di universo.
Ovviamente è un argomento sostenuto con ottimi argomenti di fisica teorica (come, suppongo, quello di Smolin, che è tutt'altro che un fesso sognatore). Perdonatemi la povertà di esposizione, ma l'ho letto mesi fa e, pur essendo un libriccino, è molto denso... e io ho pochi strumenti...

Siamo ai margini fra teoria e speculazione, ma si tratta di ipotesi testabili.

Ciò detto, alzi la mano che non ha mai pensato (in termini meramente qualitativi) che un buco nero non potesse essere esattamente questo: un universo che si espande in un "altrove" ...

ps anch'io - posta per buona la visione di Smolin ( che mi sembra viziata da principio antropico forte, devo dire) - ho pensato che la questione della conservazione della massa potrebbe non avere più significato. staremmo parlando di un altro universo, con leggi fisiche che potrebbero essere diverse... dove quello che qui è poco potrebbe essere tanto...

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dovrete espellere anche me

Grazie Roberto G.

Grazie Emiliano.

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Costanzo
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eppure è la cosa più preziosa che abbiamo" (A. Einstein).

Ecco un'altro papero sulla questione:

https://arxiv.org/pdf/2401.12889.pdf

l'argomento sta diventando "caldo".
Ciao.
Roberto Gorelli