Gli scienziati hanno captato un'enorme onda gravitazionale che non dovrebbe esistere

Ascoltata la più potente collisione di due buchi neri mai osservata, ma non si sa scome sia avvenuta. Allo studio ha partecipato l'Italia

©Mark Myers, ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav)

Nonostante tutto il suo immenso vuoto, l’universo brulica di attività sotto forma di onde gravitazionali. Due diversi strumenti, uno in Italia e l’altro negli Stati Uniti, hanno scoperto e “ascoltato” la più potente collisione di due buchi neri mai osservata, ma non si capisce come sia avvenuta.

Secondo gli scienziati, dunque, l’onda proviene dalla fusione di due buchi neri e sarebbe la più grande catturata fino ad oggi. I due buchi neri ne hanno generato un terzo pari a 142 masse solari, chiamato GW190521.

Un nuovo mistero sta affascinando i ricercatori di tutto il mondo. Ligo e Virgo, due rilevatori separati da migliaia di chilometri, hanno captato lo stesso segnale che corrisponde alla più potente sorgente di onde gravitazionali mai osservata. Come Albert Einstein predisse più di un secolo fa, i fenomeni più violenti nel cosmo producono queste increspature dello spazio-tempo – il materiale di cui è fatto l’universo – che viaggiano alla velocità della luce in tutte le direzioni, come se le onde derivate da una pietra gettata in uno stagno. Dopo aver raggiunto la Terra e aver percorso infinite distanze cosmiche, esse sono così deboli che Einstein era scettico sul fatto che potessero essere avvertite.

Ed è quello che è appena accaduto. Questa nuova fusione sembra essere la più massiccia registrata finora, coinvolgendo due buchi neri con masse circa 85 e 66 volte quella del sole.

Il team di LIGO-Virgo ha anche misurato la rotazione di ogni buco nero e ha scoperto che le rotazioni disallineate dei due corpi celesti probabilmente hanno causato l’oscillazione delle loro orbite e di conseguenza il contatto. Il nuovo segnale probabilmente rappresenta l’istante in cui i due buchi neri si sono fusi. Dalla fusione è nato un buco nero ancora più massiccio, di circa 142 masse solari, che ha rilasciato un’enorme quantità di energia diffusa nell’universo sotto forma di onde gravitazionali.

Il segnale è stato catturato il 21 maggio 2019 ed è durato appena un decimo di secondo. Dopo più di un anno di studio, l’andamento che questa caratteristica vibrazione ha prodotto nei fasci di luce laser dei rivelatori LIGO, negli USA, e Virgo, in Italia, ha permesso di ricostruire l’origine del fenomeno.

“Sia i buchi neri iniziali che quello finale si trovano in un intervallo di massa che non è stato mai osservato prima, né con onde gravitazionali, né con osservazioni elettromagnetiche. Il buco nero finale è il più massiccio mai rivelato con onde gravitazionali” spiegano gli scienziati di Virgo. “Questo evento non detiene solo il record di massa tra tutti i periodi osservativi di Virgo e LIGO ma ha anche molte altre caratteristiche speciali che lo rendono una scoperta senza precedenti. Un aspetto cruciale, che ha attratto in particolare l’attenzione degli astrofisici, è che il buco nero finale appartiene alla classe dei cosiddetti buchi neri di massa intermedia (da cento a centomila volte la massa del Sole). L’interesse verso questa popolazione di buchi neri è legato ad uno degli enigmi più affascinanti ed intriganti per astrofisici e cosmologi: l’origine dei buchi neri supermassicci. Questi mostri giganteschi, da milioni a miliardi di volte più pesanti del Sole e spesso al centro delle galassie, potrebbero essere il risultato della fusione di buchi neri di massa intermedia”.

Secongo i ricercatori, fino a oggi i buchi neri di massa intermedia identificati sono stati pochissimi e quello oggetto di studio è stato in assoluto il primo buco nero di massa intermedia osservato con le onde gravitazionali.

Ma c’è ancora un altro aspetto interessante: con le leggi della relatività generale e tutte le conoscenze sulla fisica delle stelle, questo fenomeno è impossibile da spiegare: o la teoria dell’evoluzione stellare deve essere modificata oppure i buchi neri coinvolti hanno un origine sconosciuta e ancora misteriosa.

“Comunque, è possibile che si debba ripensare la nostra attuale comprensione degli stadi finali della vita di una stella e i conseguenti vincoli di massa sulla formazione dei buchi neri. In ogni caso, GW190521 è un importante contributo allo studio della formazione dei buchi neri” dice Michela Mapelli, professore presso l’Università di Padova, e membro dell’INFN Padova e della Collaborazione Virgo.

Una scoperta eccezionale a cui anche l’Italia ha contribuito. Lo studio è stato pubblicato su Phisycal Review Letter.

Fonti di riferimento: Virgo, Ligo/Caltech, Phisycal Review Letter,

Gli scienziati hanno captato un’enorme onda gravitazionale che non dovrebbe esistere