Impressione artistica di buchi neri binari che stanno per scontrarsi, come in Gw 190521. Crediti: Mark Myers, ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (Ozgrav)
Per la prima volta, gli scienziati ritengono di aver trovato una fusione di due buchi neri con orbite eccentriche. Secondo un articolo pubblicato su Nature Astronomy da ricercatori del Rochester Institute of Technology (Rit) e dell’Università della Florida (Ufl), l’eccentricità potrebbe spiegare come mai alcune delle fusioni di buchi neri rilevate dalle due collaborazioni Ligo e Virgo abbiano coinvolto buchi neri molto più massicci di quanto previsto dalla teoria dell’evoluzione stellare.
Le orbite eccentriche potrebbero portare i buchi neri ad “appesantirsi” inghiottendone altri durante il loro percorso, che attraversa regioni densamente popolate di buchi neri quali sono i nuclei galattici. In particolare, gli scienziati hanno studiato l’onda gravitazionale generata dall’evento che ha comportato la formazione del buco nero stellare a oggi più massiccio, Gw 190521, per determinare se la fusione potesse interessare buchi neri con orbite eccentriche. «Le masse stimate dei buchi neri sono ciascuna più di 70 volte quella del Sole, ben al di sopra della massa massima stimata attualmente prevista dalla teoria dell’evoluzione stellare», riporta Carlos Lousto, professore alla School of Mathematical Sciences. «Si tratta di un caso interessante da studiare come sistema binario di buchi neri di seconda generazione e apre nuove possibilità di scenari di formazione di buchi neri in densi ammassi stellari».
Il team di ricercatori ha controllato nuovamente i dati per vedere se i buchi neri avessero orbite altamente eccentriche prima di fondersi, scoprendo che effettivamente la fusione si spiegherebbe meglio assumendo un modello di precessione ad alta eccentricità. Per arrivare a questa conclusione, il team ha eseguito oltre 600 simulazioni numeriche che hanno impiegato quasi un anno a terminare. «Questo rappresenta un importante progresso nella nostra comprensione di come i buchi neri si fondono», ha affermato Manuela Campanelli, direttrice del Center for Computational Relativity and Gravitation. «Attraverso le nostre sofisticate simulazioni effettuate su super computer e la ricchezza dei nuovi dati forniti da Ligo e dai rivelatori in rapida evoluzione di Virgo, stiamo facendo nuove scoperte sull’universo a velocità sorprendenti».
Un’estensione di questa analisi da parte dello stesso team di Rit e Ufl ha utilizzato una possibile controparte elettromagnetica osservata dalla Zwicky Transient Facility per calcolare indipendentemente la costante di Hubble con Gw 190521 assumendo che derivi dalla fusione di buchi neri binari con orbita eccentrica, trovando un un ottimo accordo con i valori attesi.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Astronomy l’articolo “Eccentricity estimate for black hole mergers with numerical relativity simulations” di Gayathri, J. Healy, J. Lange, B. O’Brien, M. Szczepańczyk, Imre Bartos, M. Campanelli, S. Klimenko, C. O. Lousto e R. O’Shaughnessy