Onde gravitazionali: rilevate due collisioni tra buchi neri e stelle di neutroni

Nella giornata di ieri i ricercatori del terzetto LIGO-Virgo-KAGRA hanno annunciato la rilevazione, attraverso le onde gravitazionali, di due collisioni tra buchi neri e stelle di neutroni.

Fondamentali, ancora una volta, gli interferometri laser (già utilizzati in passato) che hanno rilevato i fenomeni a dieci giorni di distanza nel Gennaio 2020. L'elaborazione dei dati e la loro revisione ha impiegato del tempo prima della conferma. Ora abbiamo finalmente un quadro più dettagliato di questo evento.

Collisioni tra buchi neri e stelle di neutroni rilevata attraverso le onde gravitazionali

Secondo quanto riportato, gli interferometri laser hanno rilevato le onde gravitazionali di due eventi accaduti ad almeno 900 milioni di anni luce dalla Terra. Gli strumenti sono entrati in funzione negli scorsi anni ma già in poco tempo si sono dimostrati fondamentali per conoscere l'Universo. La loro importanza è stata anche sottolineata con l'assegnazione del Premio Nobel nel 2017.

In passato le rilevazioni si sono concentrate sulla fusione di coppie di buchi neri. In questi casi invece ci troviamo di fronte a qualcosa di ben più raro con collisioni tra buchi neri e stelle di neutroni.

Le onde gravitazionali di questi due eventi sono state rilevate da LIGO (USA) e Virgo (Italia) mentre KAGRA (Giappone) non era attivo all'inizio del 2020. Il primo evento del 5 Gennaio 2020 (GW200105) dovrebbe essere stato generato da un buco nero da 9 masse solari e da una stella di neutroni da 1,9 masse solari. Il 15 Gennaio 2020 invece il secondo evento (GW200115) ha coinvolto un buco nero da 6 masse solari e una stella di neutroni da 1,5 masse solari.

Astrid Lamberts (ricercatrice del CNRS) ha dichiarato "con questa nuova scoperta di fusioni di stelle di neutroni e buchi neri al di fuori della nostra galassia, abbiamo trovato un tipo di sistema binario mancante. Possiamo finalmente iniziare a capire quanti di questi sistemi esistono, quanto spesso si fondono e perché non abbiamo ancora visto esempi nella Via Lattea".

GW200105 e GW200115: due eventi simili ma non uguali

Nel caso di GW200105, solo uno dei due sistemi LIGO (quello di Livingston) ha rilevato l'evento. Nonostante tutto i ricercatori sono sicuri non si possa trattare di semplice rumore di fondo grazie ai controlli sui segnali rilevati. Harald Pfeiffer (del Max Planck Institute) ha dichiarato "anche se abbiamo rilevato un segnale forte in un solo rivelatore, abbiamo concluso che è reale e non solo rumore del rivelatore. Ha superato tutti i nostri rigorosi controlli di qualità e si distingue da tutti gli eventi di rumore che vediamo nel terzo ciclo di osservazione".

Purtroppo la mancanza del sistema di Hanford non ha permesso di localizzare correttamente in che zona di cielo è accaduto. Sappiamo però che è localizzato a circa 900 milioni di anni luce dalla Terra.

Il secondo evento, GW200115, invece è stato rilevato da entrambi i sistemi LIGO e da VIRGO. La distanza dalla Terra in questo caso si pensa possa essere di ben 1 miliardo di anni luce. La presenza di entrambi gli interferometri statunitensi ha permesso di avere una stima più precisa della posizione (ma si si tratta sempre di un'area di cielo di circa 3000 volte le dimensioni della Luna piena).

Purtroppo proprio la distanza enorme non ha permesso la rilevazione con altri strumenti (come telescopi a diverse lunghezze d'onda). Le emissioni sono state probabilmente troppo deboli per essere osservate. Inoltre, visto che sono coinvolti buchi neri è possibile che ci siano state poche (se non nessuna) emissioni luminose.

Nell'estate del 2022 ci sarà una nuova campagna osservativa che comprenderà LIGO, Virgo e KAGRA con ulteriori affinamenti tecnici e tecnologici. Le novità porteranno ad avere una sensibilità maggiore che potrebbero addirittura permettere di rilevare le onde gravitazionali di eventi di fusione fino a una volta al giorno gettando nuova luce su ciò che accade nell'Universo intorno a noi.

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