La terza rivelazione di onde gravitazionali emesse da un sistema binario di buchi neri
I risultati confermano una nuova popolazione di buchi neri stellari
Una terza rivelazione di onde gravitazionali, o increspature nello spazio tempo, è stata compiuta. Come nelle prime due rivelazioni, l’onda gravitazionale è stata generata da una coppia di buchi neri che si è fusa in un buco nero di massa maggiore. Il buco nero appena formato, localizzato a 3 miliardi di anni luce dalla Terra ( 2 volte più lontano delle precedenti rivelazioni) ha una massa di circa 49 volte quella del Sole, un valore intermedio fra quelli rivelati nel 2015 (62 e 21 masse solari per il primo e secondo evento rispettivamente).
La scoperta è descritta in un nuovo articolo accettato per la pubblicazione sulla rivista Physical Review Letters. L’evento è accaduto durante la presa dati corrente dei due rivelatori gemelli LIGO, il primo ad Hanford, nello stato di Washington e il secondo a Livingston in Louisiana. I due rivelatori infatti stanno prendendo dati dal 30 Novembre 2016 e continueranno per tutta l’estate, quando il rivelatore europeo Virgo si unirà alla rete internazionale di rivelatori per migliorare la localizzazione delle sorgenti.
“Con questa nuova rivelazione confermiamo l’esistenza di una popolazione inaspettata di buchi neri stellari con masse maggiori di 20 masse solari”, ha detto Jo van den Brand, ricercatore presso Nikhef e l’ Università di Amsterdam VU e nuovo portavoce della collaborazione Virgo, che raccoglie più di 280 scienziati che lavorano insieme alla collaborazione LIGO nella ricerca delle onde gravitazionali.
La terza rivelazione, chiamata GW170104 e avvenuta il 4 Gennaio 2017, è stata analizzata molto attentamente dalla collaborazione scientifica LIGO (LSC) e dalla collaborazione europea Virgo. Insieme le due collaborazioni formano un gruppo 1200 ricercatori da più di 100 istituzioni universitarie in tutto il mondo. In precedenza questa collaborazione mondiale ha portato con successo alla prima rivelazione diretta delle onde gravitazionali nel settembre 2015 durante la prima presa dati dei rivelatori LIGO. Successivamente, una seconda rivelazione è stata fatta nel dicembre 2015. In tutti e tre i casi l’onda gravitazionale è stata generata dalla collisione estremamente energetica di una coppia di buchi neri. Questo evento in sè produce nell’istante precedente alla collisione più energia di quanta ne venga emessa sotto forma di luce dalle stelle e le galassie osservabili nell’intero universo.
La nuova osservazione include anche indizi sull’asse di rotazione dei buchi neri. Mentre spiraleggiano l’uno intorno all’altro, i buch neri ruotano anche su sé stessi. Un esempio è il caso di due pattinatori che oltre a girare uno intorno all’altro eseguono contemporaneamente delle piroette . I buchi neri possono girare in ogni direzione, ma qualche volta può accadere che girino nello stesso verso nel quale stanno ruotando (caso di spin allineato) o in verso contrario (spin opposto). Inoltre può accadere che i buchi neri siano trascinati via dal loro piano orbitale. L’analisi dei dati suggerisce che almeno uno dei due buchi neri non fosse allineato con il moto orbitale, offrendo indizi sulla formazione della binaria.
Il rivelatore Virgo è attualmente in una fase di miglioramento chiamata Advanced Virgo. Una prima presa dati ingegneristica è stata completata con successo la prima settimana di maggio. La sensibilità dell’apparato sta migliorando rapidamente e ci aspettiamo che Virgo si unirà presto ai due rivelatori LIGO nella missione di ottenere una conoscenza più profonda dell’origine del nostro universo.
LIGO è finanziato dalla National Science Foundaiton, e gestito dal Caltech e MIT che insieme hanno concepito e costruito il progetto. Più di 1000 scienziati da tutto il mondo partecipano agli sforzi nella collaborazione LIGO, che include anche la collaborazione GEO. Altri partner sono elencati all’indirizzo: http://ligo.org/partners.php
La ricerca in VIRGO è portata avanti dalla collaborazione Virgo che consiste in oltre 280 fisici ed ingegneri appartenenti a 20 gruppi di ricerca Europei; 6 dal Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) in Francia; 8 dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) in Italia; 2 dall’Olanda con Nikhef; il MTA Wigner RCP in Ungheria; il gruppo POLGRAW in Polonia; e l’ European Gravitational Observatory (EGO), il laboratorio che ospita il rivelatore Virgo vicino Pisa in Italia. Recentemente anche la Spagna si è unita alla collaborazione Virgo, con un nuoco gruppo che ha sede a Valencia.