Ecco il catalogo delle onde gravitazionali. Svelati quattro nuovi eventi


PER BEN 11 volte gli strumenti costruiti dall’uomo hanno intercettato le deformazioni dello spazio-tempo, le onde gravitazionali, increspature che percorrono l’Universo quando si verificano eventi a energie inimmaginabili, come lo scontro e la fusione di due buchi neri o di due stelle di neutroni. Il primo catalogo delle onde gravitazionali (divulgati in due documenti, in attesa di revisione, disponibili su arXiv) è stato presentato al “Gravitational wave physics and astronomy workshop” a College Park, nel Maryland, dove erano riuniti i gruppi di ricerca degli interferometri Ligo, della National science foundation, e l’europeo Virgo, situato a Cascina, in provincia di Pisa. Il primo dicembre gli scienziati hanno illustrato i risultati delle prime due campagne di osservazione, dal 12 settembre 2015 al 19 gennaio 2016 e dal 30 novembre 2016 al 25 agosto 2017.

Buchi neri binari, quattro nuove scoperte
Dieci di questi 11 shock cosmici sono stati generati da coppie di buchi neri che, avvicinandosi sempre più e ruotando sempre più velocemente uno attorno all’altro, si sono uniti a formarne uno molto più massiccio. Liberando all’improvviso una enorme quantità di energia. In occasione del workshop, sono state presentate quattro nuove rilevazioni mai divulgate prima d’ora (GW170729, GW170809, GW170818, e GW170823, in riferimento alla data di osservazione). Sono tutte onde gravitazionali generate da coppie di buchi neri, e che si vanno ad aggiungere alle altre sei già archiviate. In particolare, quella registrata il 29 luglio 2017 (GW170729) è stata la sorgente più massiccia e distante mai osservata. Avvenuta cinque miliardi di anni fa (quindi situata a cinque miliardi di anni luce da noi), ha disperso attraverso l’onda gravitazionale una quantità di energia pari a quasi cinque masse solari.

Un altro dei nuovi eventi (GW170814) è stato posizionato in maniera molto precisa nel cielo (39 gradi quadrati) grazie ai dati raccolti dai tre interferometri (i due di Ligo negli Usa e Virgo in Italia). Dopo la fusione di due stelle di neutroni, è la sorgente di onde gravitazionali del quale conosciamo meglio la posizione. Dopo l’accensione di Virgo (l’interferometro in Italia al quale lavorano 300 scienziati da tutto il mondo, tra cui 11 gruppi dell’Istituto nazionale di Fisica nucleare) la precisione nell’individuare dov’è la sorgente delle onde è aumentata tantissimo.

Una nuova astronomia
Tre giorni dopo, era il 17 agosto 2017, gli interferometri hanno inviato un nuovo “alert”, un segnale per indicare una nuova onda gravitazionale. Grazie all’italiana Marica Branchesi, astronoma del Gssi (il Gran Sasso Science Institute dell’Aquila), 96 telescopi di tutto il mondo hanno puntato la zona di cielo dalla quale sembrava provenire e hanno osservato per la prima volta l’evento anche nello spettro elettromagnetico. Ma non si trattava di due buchi neri, bensì della fusione di due stelle di neutroni.
I buchi neri, infatti, sono invisibili. Possiamo osservare solo gli effetti della loro immensa forza di attrazione, i gas del loro disco di accrescimento, lampi gamma o, appunto, registrando le onde gravitazionali che scaturiscono quando due di loro si fondono. Quelle due stelle di neutroni che si sono scontrate invece hanno prodotto un’onda gravitazionale ma anche luce visibile e nei raggi X. Il 17 agosto 2017 è nata “l’astronomia multimessaggero”, che studia i segnali che ci arrivano dal cosmo attraverso fenomeni di natura diversa. “È gratificante vedere le nuove possibilità che abbiamo ora con l’aggiunta di Virgo al network – commenta Jo van den Brand del Nikhef (l’Istituto nazionale olandese per la fisica subatomica – la precisione di puntamento è migliorata molto e permetterà agli astronomi di trovare ogni altro messaggero cosmico emesso da sorgenti di onde gravitazionali”.

“In appena un anno di lavoro insieme, Ligo e Virgo hanno portato a grandi progressi nella scienza delle onde gravitazionali – spiega Denise Caldwell, diretore della divisione di Fisica della National science foundation – e la velocità di questi risultati suggerisce che le scoperte più spettacolari devono ancora arrivare”. A cominciare dalla prossima primavera, quando Ligo e Virgo verranno accesi di nuovo per tornare ad ascoltare l’Universo e arricchire il catalogo.


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Mario Calabresi
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