Arrivate le prime onde gravitazionali generate dalla fusione fra gli oggetti più misteriosi dell’universo: buchi neri che ingoiano piccole stelle di neutroni, ossia quello che resta di stelle che collassando sono diventate piccole e così dense che un cucchiaio della loro materia pesa come una montagna. Attesi da decenni, sono due i segnali ricevuti dal rilevatore europeo Virgo, cui l’Italia partecipa con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), l’americano Ligo e il giapponese Kagra. Registrati nel gennaio 2020, i due segnali risalgono a 900 milioni di anni fa e sono descritti sulla rivista The Astrophysical Journal Letters.
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Per astrofisici e astronomi di tutto il mondo l’arrivo dei due ‘cinguettii’ cosmici, come fin dall’inizio sono stati chiamati i segnali delle onde gravitazionali, apre una fase nuova della ricerca: dopo la scoperta delle onde gravitazionali del 2016 e l’arrivo dell’astronomia multimessaggera, con la possibilità di seguire gli eventi cosmici utilizzando strumenti che leggono segnali di tipo diverso, adesso si entra nel vivo e si aprono le porte alla ricerca di aspetti inediti dell’universo. Una delle ipotesi è che eventi come la fusione di buchi neri e stelle di neutroni possano verificarsi in regioni dell’universo contraddistinte da un ambiente estremamente caotico e affollato.
Ora sono più potenti anche gli strumenti che permettono di fare osservazioni così complesse: inizialmente lavoravano in tandem la versione avanzata del rivelatore Virgo dell’Osservatorio Gravitazionale Europeo (Ego), che si trova in Italia, a Cascina (Pisa) ed è finanziato da Infn e Consiglio nazionale delle ricerche francese (Cnrs), e i due rivelatori americani di Advanced Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), che si trovano a Livingston (Louisiana) e a Hanford (Stato di Washington); adesso dal Giappone si è aggiunto Kagra (Kamioka Gravitational Wave Detector) e tutti insieme funzionano all’unisono come un’unica e gigantesca antenna.
Rappresentazione artistica della fusone di un buco nero e di una stella di neutroni (fonte: Carl Knox, OzGrav -Swinburne University)
I due segnali si chiamano GW200105 e GW200115, codici che identificano anno, mese e giorno dell’osservazione dell’onda gravitazionale (GW). Il primo, rilevato il 5 gennaio 2020, è stato emesso 900 milioni di anni fa quando un buco nero dalla massa 8,9 volte superiore a quella del Sole ha divorato, come un Pac-Man cosmico, una piccola stella in cui era concentrata la massa di 1,9 volte quella del Sole. Il secondo segnale, rilevato il 15 gennaio 2020, risale a circa un miliardo di anni fa ed è stato emesso quando un buco nero di 5,7 masse solari ha ingoiato una stella di neutroni dalla massa 1,5 volte quella del Sole.
Rappresentazione artistica della fusione di un buco nero con una stella di neutroni (fonti. T. Dietrich/Potsdam University, Max Planck Institute, N. Fischer, S. Ossokine, H. Pfeiffer/Max Planck Institute, S.V. Chaurasia/Stockholm University)
“Ligo e Virgo continuano a svelare eventi catastrofici mai osservati finora, contribuendo a far luce su un paesaggio cosmico finora inesplorato”, ha detto Giovanni Losurdo, coordinatore internazionale di Virgo e ricercatore dell’Infn. “Ora stiamo aggiornando i rivelatori con l’obiettivo – ha aggiunto – di guardare ancora più lontano nel cosmo, per una comprensione più profonda dell’universo in cui viviamo”.
Gli ambienti in cui sono teoricamente possibili le fusioni tra buchi neri e stelle di neutroni (fonte: EGO-Virgo Collaboration)
