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Seconda onda gravitazionale, aspettando VIRGO

Gli interferometri gemelli Advanced LIGO hanno rilevato negli USA una seconda onda gravitazionale: l'attivazione di Virgo ha ora grande importanza.

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Un giorno forse ci si abituerà, ma oggi il fatto che il tessuto spaziotemporale possa incresparsi all’interno di onde gravitazionali e che tale difformità temporanea possa essere misurata, è ancora qualcosa che stupisce. E se la sorpresa è stata enorme il giorno della prima rilevazione della prima onda gravitazionale, la seconda volta si candida ad essere la prima grande conferma sulla bontà degli studi che si stanno portando avanti grazie alla collaborazione tra i team Advanced LIGO e VIRGO. Un’operazione in cui l’Italia è protagonista, ma che scenderà pesantemente in capo soltanto tra pochi mesi.

Quanto è successo è che i ricercatori hanno registrato grazie agli interferometri LIGO una nuova onda gravitazionale prodotta dalla fusione di due buchi neri avvenuta circa 1,4 miliardi di anni fa. Una piccola onda, silente e intangibile, che arriva da tempi remoti, eppure di incredibile importanza per confermare le leggi ipotizzate da Einstein e consentire all’uomo di procedere verso nuove vette della ricerca scientifica: «dopo l’apertura di nuovi orizzonti scientifici con la prima storica osservazione delle onde gravitazionali, questa nuova misura ci conferma che siamo davvero entrati nel vivo dell’era dell’astronomia gravitazionale: stiamo cioè studiando il nostro universo in un modo completamente nuovo».

A cosa faccia riferimento l’origine dell’onda registrata lo spiega con chiarezza l’Università di Pisa nell’annunciare quanto accaduto: «Le onde misurate in questa seconda osservazione si riferiscono alle ultime 55 orbite che i buchi neri, con masse pari a 14 e 8 masse solari, hanno percorso nello “spiraleggiare” vorticosamente l’uno attorno all’altro prima di fondersi e formare un unico buco nero più massiccio, con massa di 21 masse solari. L’energia liberata sotto forma di onde gravitazionali equivale quindi a circa una massa solare». Il fatto che la fusione tra i buchi neri liberi energia, è quanto ipotizzato dalla Teoria della Relatività Generale nel ‘900: solo oggi la tecnologia ha consentito di costruire grandi tunnel con i quali catturare tale energia per misurarne l’intensità ed identificarne l’origine.

Gli studi sono però al momento zoppi, poiché gli unici rilevatori attivati sono quelli in Louisiana e nello Stato di Washington, mentre all’appello manca ancora il contributo dell’europeo Virgo di Cascina (PI). Quando anche quest’ultima struttura sarà attiva, sarà possibile ottenere una triangolazione con la quale identificare l’origine esatta della fusione tra i buchi neri, dando così una posizione e un’età precisa all’evento. In questo caso specifico la differenza tra le due rilevazioni era pari a 1,1 millisecondi, quanto basta per orientare il fenomeno verso un emisfero piuttosto che verso l’altro, ma senza poter dettagliare ulteriormente la posizione.

Ben presto sarà dunque possibile mappare il passato, poiché il numero delle rilevazioni è peraltro destinato ad aumentare ulteriormente: « La caccia ai segnali generati da sistemi binari di buchi neri si è anche arricchita di un terzo evento, più debole degli altri due e quindi con una probabilità più elevata che possa essere una falsa rilevazione. Tuttavia, anche in questo caso, attribuendo a questo terzo evento un significato astrofisico, saremmo di fronte a un terzo sistema di buchi neri, che è collassato a formare il buco nero finale. Nella sostanza si sta intravedendo l’esistenza di un’intera popolazione di buchi neri, le cui caratteristiche saranno ben presto svelate nelle prossime fasi di presa dati degli interferometri avanzati».

Il ruolo dell’Italia sarà, quindi, fondamentale. Ne spiega l’importanza Francesco Fidecaro, direttore del dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa:

Quando nell’autunno di quest’anno l’interferometro europeo VIRGO entrerà in funzione, a conclusione dei lavori che lo porteranno, come i due interferometri LIGO, alla configurazione avanzata (advanced), – dichiara ancora Francesco Fidecaro – allora sarà possibile restringere la porzione di cielo in cui ha avuto luogo il processo di fusione dei due buchi neri. Questo darà un contributo sostanziale alla nuova astronomia gravitazionale e all’astronomia multi-messaggero: potremo dare l’allerta ai telescopi e agli altri esperimenti, sia terrestri che spaziali, per la rivelazione di raggi gamma, raggi cosmici o neutrini. In questo modo si potranno orientare, praticamente in tempo reale, verso la sorgente di onde gravitazionali e rilevare altri eventuali messaggeri cosmici provenienti da essa.

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