Onde gravitazionali: scoperta la fusione tra buco nero e oggetto sconosciuto

Nuova campagna osservativa per gli interferometri LIGO e Virgo e nuova scoperta nel campo nelle onde gravitazionali. Nella serata del 14 Agosto 2019 i tre rilevatori (due per Advanced LIGO e uno per Virgo) hanno rilevato un segnale, chiamato successivamente GW190814, che poteva essere spiegato con le onde gravitazionali.

Cosa lo ha originato? La questione è decisamente complessa e ancora senza una risposta precisa. Sappiamo che si trattava di un sistema binario composto da un buco nero stellare da 23 masse solari e un altro oggetto da 2,6 masse solari. Il tutto ha generato un buco nero da 25 masse solari con il resto della massa che è stata trasformata in energia generando le onde gravitazionali rilevate.

Un oggetto misterioso per le nuove onde gravitazionali rilevate

Il "problema" è che non sappiamo la natura del secondo oggetto citato. Infatti buco nero meno massivo conosciuto è da 5 masse solari mentre la più massiva stella di neutroni conosciuta è da 2,5 masse solari. L'oggetto misterioso si trova quindi in un range di massa (mass-gap) dove non esiste ancora un oggetto di quel tipo classificato.

Come spiegato da Patrick Brady (professore all'Università del Wisconsin, Milwaukee) "questo cambierà il modo in cui gli scienziati parlano delle stelle di neutroni e dei buchi neri. Il gap di massa potrebbe in realtà non esistere affatto, ma potrebbe essere stato dovuto a limitazioni nelle capacità di osservazione. Il tempo e più osservazioni ci daranno una risposta".

Gli scienziati pensano possa essere o il buco nero più leggero oppure la stella di neutroni più pesante scoperta in un sistema di tipo binario. Inoltre il rapporto tra le masse tra i due oggetti è circa pari a 9, un rapporto estremo e che difficilmente viene osservato. Il precedente evento GW190412 aveva un rapporto di 4:1 per esempio.

Ma è anche grazie a questa differenza tra le masse degli oggetti coinvolti che ha aiutato gli scienziati che lavorano alla ricerca delle onde gravitazionali. Infatti questa differenza crea multipoli più elevati nella radiazione gravitazione e questo consente di distinguerla dal piano orbitale permettendo di trovare l'origine dell'evento. Si parla di circa 800 milioni di anni luce dalla Terra.

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Purtroppo per via della natura del fenomeno legato alla presenza di un buco nero, della sua lontananza e della presenza di oggetti relativamente piccoli, non è stato possibile avere anche la controparte elettromagnetica. Questo potrebbe essere dovuto sia alla presenza di due buchi neri (che non emetterebbero onde elettromagnetiche nel visibile) oppure da un buco nero che inghiotte "in un sol boccone" una stella di neutroni più piccola, anche in questo caso senza mostrare un segnale rilevabile dai telescopi.