Un’altra grande conquista per l’astronomia delle onde gravitazionali. Il 14 agosto è stato registrato un evento di dimensioni mai viste, un vero e proprio cataclisma cosmico, grazie alle onde gravitazionali che ha generato: probabilmente abbiamo registrato le increspature propagatesi nello universo in seguito alla fusione tra un buco nero ed una stella di neutroni.
L’evento, chiamato S190814bv, è stato rilevato dagli interferometri LIGO e Virgo alle 11 e 21:00 UTC del 14 agosto. E, sulla base dell’analisi iniziale, esiste una probabilità del 99 percento che sia stato generato dalla fusione tra un buco nero e una stella di neutroni.
Ora, nonostante il periodo festivo, gli scienziati stanno studiando attentamente i dati e fissando il cielo con i migliori telescopi del mondo per individuare il segnale luminoso che un evento di questa portata dovrebbe avere emesso.
“È come la notte prima di Natale“, ha dichiarato l’astronomo Ryan Foley dell’Università della California al sito Science Alert. “Sto solo aspettando di vedere cosa c’è sotto l’albero“.
Da quando è stato annunciato lo straordinario primo rilevamento di onde gravitazionali, una collisione tra due buchi neri di massa stellare nel febbraio 2016, la tecnologia si è ulteriormente evoluta ed ora è così sofisticata da rilevare collisioni tra due stelle di neutroni, oggetti molto meno massicci dei buchi neri.
Sia le stelle di neutroni che i buchi neri sono i resti ultra-densi di stelle morte, ma non abbiamo mai visto un buco nero più piccolo di 5 volte la massa del Sole o una stella di neutroni più grande di circa 2,5 volte la massa del Sole.
S190814bv è un evento il cui segnale è stato identificato facilmente per via della sua potenza e gli astronomi sono eccitati: se si dimostrerà che deriva davvero da una collisione tra una stella di neutroni e un buco nero, sarà la prima volta in cui l’astronomia potrà testimoniare un simile evento.
Ciò significherebbe che tali sistemi binari, ipotetici fino ad ora, sono reali. Potremmo anche ottenere indizi sulla loro formazione: si sono formati come binari, vivendo, crescendo e morendo insieme? O il buco nero ha catturato una stella di neutroni di passaggio nella sua orbita?
Che ci crediate o no, possiamo apprenderlo dal segnale dell’onda gravitazionale che ha generato, una serie di increspature nello spazio-tempo causate da una massiccia collisione, come un sasso che cade in uno stagno generando una serie di onde concentriche. Gli indizi sulla formazione del binario sono codificati nella forma dell’onda, insieme alle masse dei singoli oggetti, alla loro velocità e alla loro accelerazione.
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Dal segnale dell’onda gravitazionale, si possono ottenere informazioni sugli spin dei singoli oggetti e il loro orientamento rispetto all’asse verso l’orbita“, spiega il fisico
Peter Veitch dell’Università di Adelaide, in Australia, e dell’
OzGrav (
la filiale australiana della LIGO Scientific Collaboration).
“[Stiamo] cercando di vedere se lo spin rotazionale dei singoli oggetti è allineato tra loro, il che potrebbe significare che inizialmente erano due oggetti di un sistema binario. Al contrario, se un oggetto compatto fosse stato catturato da un altro, ad esempio nel corso della fusione tra due galassie, ci aspetteremmo che questi oggetti abbiano diverso spin e che puntino in direzioni diverse“.
Foley e i suoi colleghi stanno attualmente usando l’Osservatorio di Keck per studiare una galassia a circa 900 milioni di anni luce di distanza dove pensano che il segnale potrebbe aver avuto origine. Stanno cercando radiazioni elettromagnetiche che potrebbero derivare dalla collisione.
E, naturalmente, c’è la domanda più importante: che aspetto hanno le stelle di neutroni?
“Ci piacerebbe osservare un buco nero che dilania una stella di neutroni mentre si uniscono“, afferma la fisica teorica Susan Scott della Australian National University e dell’OzGrav. “Questo ci darebbe informazioni vitali sul materiale che costituisce le stelle più dense nell’Universo – le stelle di neutroni – che restano ancora un mistero per noi“.
Se non venisse rilevata alcuna radiazione elettromagnetica, ciò potrebbe significare che gli astronomi stanno guardando nel posto sbagliato, oppure che la radiazione elettromagnetica è troppo debole per essere rilevata.
Potrebbe anche significare che non è coinvolta una stella di neutroni, il che sarebbe molto interessante, perché il segnale suggerisce che l’oggetto più piccolo è meno di tre volte la massa del Sole. Se non è una stella di neutroni, potrebbe invece essere il più piccolo buco nero che abbiamo mai rilevato.
Oppure potrebbe significare che le dinamiche tra una stella di neutroni e un buco nero mentre si muovono insieme fondendosi in un buco nero leggermente più grande sono ancora più strane di quanto credessimo.
“Il mio modo preferito di pensarci (per il momento) è che se un buco nero è molto più massiccio di una stella di neutroni, quando si fondono, la stella di neutroni verrà lacerata all’interno dell’orizzonte degli eventi del buco nero! In in questo caso, anche se c’è molta luce generata, niente che noi possiamo vedere potrà sfuggire al buco nero“, ha detto Foley.
“Questo è qualcosa di davvero vicino alla fantascienza“.
