Scoperte nuove onde gravitazionali

Per la seconda volta, l'interferometro LIGO è riuscito ad ascoltare l'eco della fusione di due buchi neri, nella forma di onde gravitazionali. L'evento è stato registrato alle 4:48:53.648 ora italiana del 26 Dicembre 2015, pochi mesi dopo la storica identificazione delle primissime onde gravitazionali.
La ricostruzione operata dagli scienziati suggerisce che questo nuovo evento sia stato prodotto dalla fusione di due buchi neri dotati di 14 e 8 masse solari in un unico oggetto 21 volte più massiccio del nostro Sole. Un'intera massa solare di materiale, dunque, sarebbe stata convertita in energia e avrebbe alimentato la formazione di nuove increspature nello spaziotempo. Queste onde avrebbero cavalcato il tessuto dell'Universo per 1.4 miliardi di anni prima di raggiungere la Terra. Le onde hanno attraversato i due rilevatori di LIGO, distanti 3002 chilometri l'uno dall'altro, con 1.1 millisecondi di differenza.
"Rilevare le onde gravitazionali per la seconda volta conferma che il primo evento non era un semplice caso isolato," spiega Bernard Schutz della Cardiff University. "È la prova che l'Universo è pieno di buchi neri che si scontrano e si fondono ed emettono massicce eruzioni di onde gravitazionali. È un Universo violento."
L'evento registrato a Settembre era stato ricondotto alla fusione di due buchi neri con masse pari a 29 e 36 Soli. La nuova fusione registrata il 26 Dicembre è durata leggermente di più, circa un secondo, vista la massa minore dei due copri progenitori. I dati raccolti dai due interferometri di Livingston e Hanford catturano le ultime 27 orbite del drammatico balletto gravitazionale intrattenuto dai due buchi neri.
LIGO è riuscito a rilevare 55 onde diverse, contro le 10 raccolte nell'evento precedente. La frequenza delle onde è gradualmente aumentata da 35 a 450 Hz.
L'osservazione alimenta i sospetti che i buchi neri siano dotati di moti di natura rotazionale. "Uno dei due buchi neri stava ruotando su se stesso al momento della fusione," spiega Gabriela Gonzàlez della Louisiana State University. La velocità di rotazione del buco nero era di 0.2, su una scala priva di unità di misura dove 0 rappresenta un corpo immobile e 1 un corpo in moto di rotazione massimo.
Le onde prodotte dall'evento erano caratterizzate da un'ampiezza minore del limite di incertezza del rilevatore. Per confermare la loro presenza, dunque, gli scienziati si sono dovuti affidare a complessi algoritmi in grado di estrarre le onde dal rumore di sottofondo. L'individuazione precisa delle coordinate celesti della sorgente sarà possibile solo a fine anno, quando un terzo rilevatore, l'interferometro italiano Virgo, entrerà in funzione. L'inaugurazione delle operazioni di Virgo aumenterà la sensibilità dei rilevatori del 15-25%.
"Potrebbe non sembrare molto, ma è importante ricordare che la sensibilità, in questo caso, è una misura diretta della profondità a cui possiamo osservare un particolare evento," spiega David Reitze, direttore di LIGO. L'aumento della sensibilità dei rilevatori si tradurrà in aumento del 100% nella frequenza degli eventi rilevati.
In futuro, gli scienziati sperano di osservare anche i segnali gravitazionali rilasciati dalle supernove e dalle pulsar. Recentemente, il prototipo di rilevatore spaziale di onde gravitazionali LISA Pathfinder ha prodotto risultati di gran lunga superiori alle aspettative.

Photo Credit: S. OSSOKINE , A. BUONANNO (MPI FOR GRAVITATIONAL PHYSICS)/W. BENGER (AIRBORNE HYDRO MAPPING GMBH)