Rappresentazione schematica dei dieci eventi di fusione fra buchi neri fino a oggi rivelate attraverso le onde gravitazionali (l’undicesimo evento, qui non riportato, ha avuto origine dalla fusione di due stelle di neutroni). Crediti: Teresita Ramirez/Geoffrey Lovelace/Sxs Collaboration/Ligo-Virgo Collaboration. Cliccare per ingrandire
Le onde gravitazionali infrangono la barriera psicologica delle dieci rivelazioni: sale infatti a 11 il conto degli eventi confermati. La notizia arriva dagli scienziati della collaborazione Ligo/Virgo, che hanno da poco pubblicato i risultati delle analisi approfondite condotte sui primi due run – vale a dire, le prime due campagne osservative. Un vero e proprio catalogo di eventi, quello messo online dai ricercatori, che sancisce il passaggio dall’eccezionalità alla routine. In senso buono: d’ora in avanti – a meno che non si presentino scenari che ancora mancano all’appello, come per esempio la fusione fra un buco nero e una stella di neutroni – l’eccitazione per fenomeni mai osservati prima lascerà sempre più spazio alla statistica, ai dettagli, all’affinamento tecnologico e teorico. All’astronomia gravitazionale vera e propria, insomma.
Un po’ com’è accaduto nel corso degli ultimi vent’anni con la scoperta degli esopianeti, che ormai si contano a migliaia. «Il primo catalogo degli eventi di onde gravitazionali», conferma dice Giovanni Prodi, coordinatore dei gruppi di analisi dati di Virgo, «è fondamentale per il passaggio allo studio sistematico delle sorgenti di onde gravitazionali. A pochi anni dalle prime rivelazioni, abbiamo così iniziato a svelare le caratteristiche dei buchi neri di massa stellare che popolano l’universo».
Ma sfogliamolo, questo catalogo, oggi che ha ancora un numero di pagine sufficientemente contenuto da permetterci di soffermarci un istante su ogni singolo evento, come forse non avverrà mai più. «Abbiamo rivelato con certezza dieci segnali di onde gravitazionali», riassume Viviana Fafone, responsabile nazionale dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn) per la collaborazione Virgo, «emessi dalla fusione di coppie di buchi neri di massa stellare, e un segnale prodotto dalla coalescenza di un sistema binario di stelle di neutroni. Questo significa che dall’approfondita analisi del complesso dei dati raccolti nel corso dei primi due periodi di osservazione sono emersi altri quattro eventi, rispetto a quelli precedentemente annunciati».
I quattro nuovi eventi, chiamati in base alla data in cui sono stati registrati Gw 170729, Gw 170809, Gw 170818 e Gw 170823 (dove ‘Gw’ sta per gravitational wave, onda gravitazionale, e le sei cifre che seguono indicano l’anno, il mese e il giorno), sono stati tutti generati dalla fusione di buchi neri binari. Due meritano una menzione particolare. Uno è Gw 170729: si tratta, a oggi, della sorgente di onde gravitazionali più massiccia e distante mai osservata, si legge nella press release dell’Infn. Nella coalescenza, avvenuta circa 5 miliardi di anni fa, un’energia equivalente a quasi cinque masse solari è stata convertita in radiazione gravitazionale.
La regione di origine degli undici eventi riportati nel catalogo. I tre con il suffisso ‘HLV’ sono stati rivelati anche da Virgo
L’altro è Gw 170818 – rivelato dunque il giorno successivo al celebre Gw 170817, l’unico degli 11 eventi a oggi noti provocato dalla fusione non di due buchi neri bensì di due stelle di neutroni. Gw 170818, dicevamo: è l’unico fra i quattro nuovi eventi a essere stato registrato anche da Virgo, perché purtroppo «durante i primi due eventi non eravamo ancora in acquisizione dati e durante l’ultimo il rumore del detector era troppo alto», spiega a Media Inaf Valerio Boschi di Virgo-Ego. In compenso, questa di Virgo è una rilevazione di ottima qualità, paragonabile a quella di uno dei due interferometri americani. «Il rapporto segnale rumore è 4.2 per Virgo, 4.1 per Ligo Hanford e 9.7 per Ligo Livingston», continua Boschi, «e il cosiddetto false alarm rate, cioè la probabilità che l’evento sia spurio, è di appena 1/24000 anni. È infatti l’evento meglio localizzato di tutto il catalogo, dopo la binaria di stelle di neutroni». Localizzazione che si può facilmente desumere dall’immagine qui sopra: la posizione del sistema binario all’origine di Gw 170818 – situato a 3,3 miliardi di anni luce dalla Terra – è stata individuata nel cielo con una precisione di 39 gradi quadrati.
E ora, cosa ci attende? La ripartenza, il run O3, è in calendario per la prossima primavera. «Ci auguriamo di riuscire a rivelare onde gravitazionali da sorgenti ancora mai osservate», dice Alessio Rocchi, ricercatore dell’Infn coordinatore del commissioning di Virgo, «come pulsar, sistemi binari composti da un buco nero e una stella di neutroni, o addirittura supernove, perché questo consentirebbe di aggiungere un nuovo messaggero: oltre alle onde gravitazionali ed elettromagnetiche, anche i neutrini, una prospettiva emozionante per la nuova astronomia multimessagger».
Per saperne di più:
- Leggi il preprint dell’articolo “GWTC-1: A Gravitational-Wave Transient Catalog of Compact Binary Mergers Observed by LIGO and Virgo during the First and Second Observing Runs”, LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration
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