Ogni secolo, circa due stelle massicce nella nostra galassia esplodono, producendo magnifiche supernovae. Queste eplosioni stellari inviano partcelle prive di carica chiamate neutrini, e generano onde chiamate gravitazionali. Gli scienziati attendono da tempo un evento simile da 1000 stelle già esplose il luoghi distanti nella Via Lattea. Sulla Terra esistono delle apparecchiature sofisticate capaci di rilevare questi segnali, che fornirebbero informazioni su ciò che accade nel nucleo di stelle massicce prima che esplodano. Gli scienziati tuttavia, avranno bisogno di sapere in anticipo come interpretare le informazioni dei rivelatori. A tal fine, i ricercatori del California Institute of Technology (Caltech) hanno trovato, tramite una moderna simulazione al computer, quello che credono sia una firma inconfondibile di un evento del genere: se l’interno della stella morente sarà in rapida rotazione poco prima dell’esplosione, i segnali oscilleranno alla stessa frequenza. “Abbiamo visto questa correlazione nei risultati delle nostre simulazioni e ne siamo rimasti completamente sorpresi“, dice Christian Ott, assistente professore di astrofisica teorica a Caltech e autore principale di un documento che descrive la correlazione, che appare nel numero corrente della rivista Physical Review D. “Nel segnale delle onde gravitazionali, si ottiene questa oscillazione anche a lenta rotazione. Ma se la stella ruota rapidamente, si vede l’oscillazione dei neutrini e delle onde gravitazionali, che lo dimostra“. Gli scienziati non conoscono ancora i dettagli più fini che riguardano le esplosioni stellari di stelle con massa pari almeno 10 volte quella del Sole.
Quello che si sa (per la prima volta ipotizzato dall’astronomo Caltech Fritz Zwicky e dal suo collega Walter Baade nel 1934) è che quando una stella esaurisce il combustibile, non può più sostenere la forza di gravità, e la stella comincia a crollare su se stessa, formando quello che viene chiamato una proto-stella di neutroni. Inoltre sappiamo che un’altra forza, detta forza nucleare forte, subentra e porta alla formazione di un’onda d’urto che inizia a strappare parte del nucleo stellare. Ma questa onda d’urto non è abbastanza energica da permettere l’esplosione stellare, ma permette uno stallo attraverso la sua opera distruttiva. Ci deve essere qualche meccanismo, ciò che gli scienziati chiamano il “meccanismo della supernova“, che completa l’esplosione. Neutrini e onde gravitazionali sono emessi dall’interno del nucleo stellare e interagiscono con altre particelle attraverso lo spazio alla velocità della luce. Ciò significa che essi contengono informazioni inalterate del nucleo. I neutrini hanno la capacità di passare attraverso la materia, interagendo sempre e solo molto debolmente, che li rende anche notoriamente difficili da rilevare. Tuttavia, una ventina di neutrini dalla supernova 1987A nella Grande Nube di Magellano, furono identificati nel febbraio 1987. Se accadesse ora, si stima che gli attuali rivelatori di netrini sarebbero capaci di raccoglierne circa 10.000. Inoltre, gli scienziati e gli ingegneri hanno ora rivelatori, come il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, o LIGO, un progetto collaborativo supportato dalla National Science Foundation e gestito da Caltech e MIT, per rilevare e misurare per la prima volta le onde gravitazionali. I risultati futuri potrebbero aiutare gli scienziati a chiarire ciò che accade appena prima di un’esplosione stellare, ma per far ciò, bisogna attendere che l’evento si verifichi.