Osservata la prima fusione tra un buco nero e una stella neutroni

Astrofisica Milano, 29 giu. (askanews) – Un nuovo importante tassello della comprensione dell’universo estremo è stato aggiunto dalla ricerca sulle onde gravitazionali. Le collaborazioni scientifiche Virgo, a cui partecipa l’INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, LIGO e KAGRA hanno infatti dato oggi, 29 giugno, l’annuncio della prima rivelazione di due eventi di onde gravitazionali prodotte dalla fusione di due sistemi binari misti composti da un buco nero e una stella di neutroni. Il risultato, pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal Letters, fa riferimento a due segnali registrati nel gennaio 2020 e conferma l’esistenza di una classe di fenomeni previsti dagli astrofisici già da diversi decenni, ma fino a oggi mai osservati. Il 5 gennaio 2020, il rivelatore Advanced LIGO di Livingston, Louisiana, negli Stati Uniti, e Advanced Virgo, l’interferometro italiano situato a Cascina, in provincia di Pisa, hanno osservato il primo evento. Solo dieci giorni più tardi, il 15 gennaio, una seconda onda gravitazionale, analoga alla prima, è stata rivelata da entrambi gli interferometri Advanced LIGO, e ancora una volta da Advanced Virgo. In entrambi i casi, la forma del segnale registrato ha reso possibile la sua attribuzione a un evento di coalescenza che ha coinvolto un buco nero e una stella di neutroni, i quali, al termine di un vorticoso balletto cosmico di avvicinamento che li ha visti ruotare l’uno intorno all’altro, si sono fusi in singolo corpo celeste estremamente compatto. “Questa scoperta è un’altra gemma nel tesoro rappresentato dalla terza serie di osservazioni condotte da LIGO-Virgo”, afferma Giovanni Losurdo, coordinatore internazionale di Virgo e ricercatore dell’INFN. “LIGO e Virgo continuano a svelare eventi catastrofici mai osservati finora, contribuendo a far luce su un paesaggio cosmico finora inesplorato. Ora stiamo aggiornando i rivelatori con l’obiettivo di guardare ancora più lontano nel cosmo, per una comprensione più profonda dell’universo in cui viviamo”, conclude Losurdo. I segnali, denominati GW200105 e GW200115 – codici che identificano anno, mese e giorno dell’osservazione dell’onda gravitazionale (GW) -, hanno fornito importanti informazioni sulle caratteristiche fisiche dei sistemi che li hanno emessi, come le masse delle sorgenti primarie e la distanza di queste ultime rispetto al nostro pianeta. Le analisi di GW200105 hanno infatti mostrato come le masse del buco nero e della stella di neutroni a esso associati fossero, rispettivamente, circa 8,9 e 1,9 volte quella del nostro Sole, consentendo inoltre di stabilire che la loro fusione è avvenuta 900 milioni di anni fa. Per quanto riguarda il secondo segnale, gli scienziati delle collaborazioni Virgo e LIGO hanno invece stimato che GW200115 sia stato prodotto da due corpi celesti di quasi 5,7 (buco nero) e 1,5 (stella di neutroni) masse solari, entrati in collisione circa un miliardo di anni fa. Nonostante i valori delle masse rappresentino una evidenza a favore del fatto che quelli osservati siano effettivamente sistemi misti composti da un buco nero e una stella di neutroni, in quanto rientrano nell’intervallo previsto dai modelli teorici di evoluzione stellare, i due segnali sono contraddistinti da una significatività statistica differente, solida per GW200115, e più bassa nel caso di GW200105. “Ciò dipende dalla difficoltà di discriminare le informazioni utili dal rumore di fondo nei dati registrati dai rivelatori di onde gravitazionali – spiega Giancarlo Cella, coordinatore dell’analisi dati di Virgo e ricercatore della sezione di Pisa dell’INFN – Quello che facciamo è infatti individuare nella maniera più accurata possibile le proprietà delle sorgenti. Allo stesso tempo, determiniamo qual è la probabilità che il segnale identificato possa essere solo una fluttuazione casuale. Si tratta di operazioni che richiedono competenza e attenzione ai dettagli, oltre a notevoli risorse computazionali”.