Sapere Scienza

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Ritratto di famiglia per i buchi neri

28 Dicembre 2020 di 

Novità all’orizzonte per l’astronomia gravitazionale. Un team di astrofisici della collaborazione LIGO-Virgo ha reso pubblici tre studi che delineano il quadro di quanto scoperto dagli scienziati finora: un ritratto di buchi neri e stelle di neutroni, all’origine dei segnali gravitazionali osservati, che offre nuovi indizi sulla natura di questi misteriosi oggetti cosmici.

 

Quello che sappiamo sulle onde gravitazionali


A soli 5 anni dalla prima rilevazione, i ricercatori hanno mappato ben 50 onde gravitazionali. Fra queste ci sono vecchie conoscenze e qualche nuovo ingresso: sono 39 i nuovi segnali catturati tra il 1° aprile e il 1° ottobre 2019, più di uno a settimana, generati da collisioni fra buchi neri e stelle di neutroni. Per la precisione gli scienziati hanno registrato 36 fusioni fra coppie di buchi neri, 2 collisioni miste buco nero-stella di neutroni e una fusione fra due stelle di neutroni.
I risultati, pubblicati in preprint su arXiv, si riferiscono al terzo ciclo di osservazioni e mostrano un netto aumento delle sorgenti rilevate rispetto alle prime due tranche di dati, che ne segnalarono appena 11. Merito, questo incremento, dell’avanzamento tecnologico dei tre interferometri utilizzati della collaborazione: i due statunitensi di LIGO, situati in Louisiana e nello Stato di Washington, e un rivelatore di Virgo situato vicino Pisa, che hanno scrutato il cosmo senza interruzioni, aumentando così la capacità di catturare segnali.
Oltre a un catalogo che descrive nel dettaglio le scoperte, i ricercatori hanno tracciato, con un secondo documento, un identikit della popolazione di buchi neri e stelle di neutroni al centro delle indagini. Lo studio riporta infatti per i primi la distribuzione delle masse e degli spin (grandezza associata alla rotazione) e per le seconde il tasso di fusione.

 

L’Universo è più vario di quanto si pensasse


Un terzo documento, infine, combina tutte le informazioni ottenute, mostrando come queste provino la teoria della relatività generale di Einstein. «Il terzo ciclo di osservazione di LIGO e Virgo ha prodotto molte sorprese», ha commentato Maya Fischbach, ricercatrice della Northwestern University, in Illinois, a capo di uno dei tre studi. «Dopo la seconda serie di rilevazioni, credevamo di aver visto l’intera gamma di oggetti osservabili, ma il panorama è invece molto più ricco e vario».
L’analisi dei dati raccolti dai tre interferometri è di cruciale importanza per capire come interagiscono ed evolvono i sistemi di buchi neri e stelle di neutroni, obiettivo tutt’altro che semplice. Grazie a questi 39 nuovi segnali è infatti possibile iniziare un’analisi statistica degli oggetti in esame: questo permetterà di risalire ai processi di formazione dei buchi neri, ultimo stadio di vita per le stelle più massicce dell’Universo o risultato della fusione fra buchi neri meno massicci. Queste osservazioni aprono dunque un varco in vari rami dell’astrofisica, dallo studio degli esopianeti alla formazione delle galassie, fino all’astrofisica stellare.

Immagine di copertina: copyright Simulating eXtreme Spacetimes Lensing (SXS) – Wikimedia

Giulia Fabriani

Giulia Fabriani è laureata in Astronomia e Astrofisica alla Sapienza di Roma e in questa università si è specializzata con un master in comunicazione e giornalismo scientifico. Ha collaborato con il Giornale di divulgazione scientifica della Sapienza. Professoressa di matematica e fisica nelle scuole superiori della capitale, motiva le nuove generazioni allo studio di materie scientifiche, partendo dai fondamenti della scienza, come il metodo scientifico. Collabora con associazioni di comunicazione e divulgazione scientifica dell’Università di Tor Vergata di Roma e scrive per Le Scienze.

copertina   marzo-aprile 2021

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