Il ciclo finale delle stelle massicce si compie attraverso le supernove, che diffondono elementi come carbonio e ferro, mentre la più rara kilonova, nata dalla fusione di stelle di neutroni, genera i metalli più pesanti come oro e uranio. Entrambi i fenomeni agiscono come una sorta di fertilizzante cosmico, fornendo la materia grezza indispensabile per la formazione di futuri pianeti e sistemi solari.
Il fenomeno della kilonova
La kilonova è il resto incredibilmente denso di astri ormai spenti. Quando due oggetti di questo tipo si fondono, innescano reazioni nucleari capaci di forgiare i metalli più pesanti e preziosi dell’universo, come l’oro e l’uranio, destinati a integrarsi nella struttura di futuri pianeti e corpi celesti.
Fino a tempi recenti, la comunità scientifica ha potuto documentare con certezza un unico caso di kilonova, identificato con la sigla GW170817. Osservato nel 2017, questo evento storico ha segnato una svolta poiché ha permesso di rilevare simultaneamente due tipi di segnali differenti. Da un lato sono state registrate le onde gravitazionali, ovvero sottili increspature nel tessuto dello spazio-tempo, e dall’altro è stata catturata la luce visibile emessa dalla fusione.
Il successo dell’osservazione del 2017 è stato possibile grazie alla collaborazione tecnologica globale. Mentre il segnale gravitazionale veniva intercettato dagli interferometri LIGO negli Stati Uniti e Virgo in Europa, una vasta rete di telescopi terrestri e spaziali riusciva a fotografare l’esplosione luminosa. Questa combinazione di dati ha fornito agli astronomi una prova tangibile del legame tra la danza delle stelle di neutroni e la produzione di radiazione elettromagnetica.
Attualmente, gli scienziati sono impegnati nell’analisi di un nuovo potenziale evento chiamato AT2025ulz, che potrebbe rappresentare la seconda kilonova mai individuata. L’interpretazione di questo segnale è tuttavia estremamente complessa a causa di una coincidenza temporale insolita. I ricercatori ipotizzano infatti che l’evento sia stato preceduto di poche ore da una supernova, la cui luminosità e i cui detriti avrebbero interferito con la vista, nascondendo parzialmente la kilonova e rendendo difficile una conferma definitiva.
Il rilevamento delle onde gravitazionali
L’evento identificato come AT2025ulz ha inizialmente tratto in inganno la comunità scientifica per la sua natura ambigua. Mansi Kasliwal, docente di astronomia al Caltech, spiega che per i primi tre giorni l’eruzione appariva identica alla storica kilonova del 2017, spingendo molti esperti a un’analisi frenetica. Tuttavia, con il passare del tempo, l’oggetto ha iniziato a manifestare caratteristiche tipiche di una supernova, portando alcuni ricercatori a desistere. Al contrario, il team di Kasliwal ha continuato l’indagine, ipotizzando che potesse trattarsi di una “superkilonova”, un fenomeno teorizzato ma mai osservato prima in cui una kilonova viene generata direttamente da una supernova.
La prima prova di questa rarità astronomica è emersa il 18 agosto 2025, grazie ai rivelatori gemelli LIGO negli Stati Uniti e al rivelatore Virgo in Italia. Questi strumenti hanno intercettato un segnale di onde gravitazionali riconducibile alla fusione di due oggetti celesti.
La collaborazione internazionale, che include anche il rivelatore giapponese KAGRA, ha immediatamente allertato gli astronomi segnalando che almeno uno dei componenti coinvolti nello scontro era insolitamente piccolo. David Reitze, direttore di LIGO, ha confermato che l’analisi dei dati indica una massa inferiore a quella di una tipica stella di neutroni, rendendo l’evento un candidato di eccezionale interesse scientifico.
Poche ore dopo il segnale gravitazionale, la Zwicky Transient Facility (ZTF) presso l’Osservatorio di Palomar ha individuato un oggetto rosso in rapida dissolvenza a 1,3 miliardi di anni luce di distanza. Questo corpo celeste, inizialmente catalogato come ZTF 25abjmnps e poi rinominato ufficialmente AT2025ulz, si trovava nella stessa posizione della sorgente delle onde gravitazionali.
La scoperta ha innescato una mobilitazione globale che ha coinvolto circa una dozzina di telescopi d’eccellenza, tra cui l’Osservatorio Keck alle Hawaii e il telescopio Fraunhofer in Germania, tutti coordinati per svelare i segreti di questa possibile “superkilonova”.
Un’anomalia tra luce rossa e blu
Le prime osservazioni di AT2025ulz hanno mostrato un rapido affievolimento e una spiccata luminosità nelle lunghezze d’onda rosse, ricalcando esattamente il comportamento della kilonova GW170817 osservata otto anni prima. In quel caso, il colore rosso era dovuto alla presenza di elementi pesanti come l’oro, i cui elettroni bloccano la luce blu lasciando passare quella rossa.
Pochi giorni dopo, l’evento ha sorpreso gli astronomi tornando a brillare di blu e mostrando tracce di idrogeno. Queste caratteristiche sono tipiche di una supernova e non di una kilonova, portando parte della comunità scientifica a dubitare della connessione con il segnale gravitazionale, poiché solitamente le supernove distanti non generano onde rilevabili da LIGO e Virgo.
Mansi Kasliwal e il suo team non si sono arresi all’ipotesi di una supernova convenzionale, spinti dai dati di LIGO-Virgo. I sensori hanno infatti rivelato che almeno uno degli oggetti coinvolti nello scontro possedeva una massa inferiore a quella del Sole. Le normali stelle di neutroni hanno masse comprese tra 1,2 e 3 volte quella solare in un diametro di appena 25 chilometri; l’esistenza di stelle di neutroni “sub-solari” è stata teorizzata ma mai osservata prima. La presenza di un oggetto così piccolo suggerisce che non siamo di fronte a un collasso stellare standard, ma a un fenomeno più esotico.
Per spiegare come possano nascere stelle di neutroni così piccole, i teorici propongono due scenari legati a stelle massicce in rotazione rapidissima. Il primo è la fissione, in cui una stella che esplode si divide in due minuscoli frammenti. Il secondo è la frammentazione, dove attorno alla stella in collasso si forma un disco di materia che si aggrega in una piccola stella di neutroni, con una dinamica simile alla nascita dei pianeti. Secondo il fisico Brian Metzger, queste stelle “proibite” potrebbero essersi formate quasi istantaneamente, per poi spiraleggiare l’una verso l’altra e scontrarsi, innescando la kilonova osservata.
L’ipotesi proposta è che l’evento sia una “superkilonova”: una supernova che genera due stelle di neutroni gemelle, le quali si fondono immediatamente dopo. Questo spiegherebbe l’ambiguità dei dati. La kilonova iniziale avrebbe prodotto i metalli pesanti e la luce rossa osservata da ZTF, ma i detriti della supernova originale, espandendosi, avrebbero poi coperto la visuale, facendo prevalere i segnali blu e l’idrogeno. In pratica, la supernova avrebbe “nascosto” la kilonova agli occhi degli astronomi poco dopo il segnale gravitazionale.
Nonostante la teoria sia affascinante, i ricercatori sottolineano che mancano ancora prove definitive per confermare l’esistenza della superkilonova. Il caso AT2025ulz rimane però fondamentale per mettere in guardia gli scienziati: le future kilonovae potrebbero non essere gemelle di GW170817 e potrebbero essere facilmente scambiate per comuni supernove.
La caccia a questi eventi rari continuerà con strumenti di nuova generazione come l’Osservatorio Vera Rubin e il Nancy Roman Space Telescope, con l’obiettivo di mappare queste esplosioni “illuminate” e comprendere finalmente se la natura sia in grado di generare tali complessi incastri cosmici.
Lo studio è stato pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.
