Onde gravitazionali, osservato un cataclisma cosmico

dell'Universo"

UN ALTRO 'botto' da un angolo remoto dell’Universo. Lo scossone sotto forma di onda gravitazionale è stato generato, per la prima volta da quando ascoltiamo il cosmo alla ricerca di questi eventi, dallo scontro tra un buco nero e una stella di neutroni, registrato il 14 agosto. E ora i telescopi di tutto il mondo si sono voltati per catturare anche un debole segnale di luce che provenga da lì, dove è avvenuto il cataclisma, così potente da generare una deformazione dello spaziotempo, rilevata dagli interferometri Ligo e Virgo. Una scoperta ancora da confermare, ma fa ben sperare: "C’è un’alta probabilità che si tratti di un buco nero e una stella di neutroni – spiega Marica Branchesi, astrofisica del Gran Sasso science Institute e dell’Istituto nazionale di fisica nucleare – ma occorrerà una lunga analisi per confermare la stima delle masse".

Il buco nero e la stella

Le informazioni che l'onda gravitazionale si porta dietro hanno permesso di fare un identikit dei due responsabili. Entrambi sono ciò che rimane di un astro che non c’è più a circa 780 milioni di anni luce da noi. La densità della materia che li compone è elevatissima, per questo la loro fusione, in un vortice che vede il buco nero e la stella di neutroni ruotare sempre più veloci l’uno attorno all’altra mentre si avvicinano, è in grado di generare una minuscola increspatura del tessuto spaziotemporale (lo spazio si comprime e si espande per distanze inferiore a milioni di volte il diametro di un atomo) che gli interferometri americani (Ligo) e quello italiano (Virgo, a Cascina, in provincia di Pisa, gestito dall'Infn assieme al Cnrs francese) sono comunque in grado di registrare.

Ed è la prima volta che viene intercettato uno shock cosmico di questo tipo, con una 'confidenza' del 99%. La massa è uno dei parametri da misurare per capire se si tratti veramente di un buco nero e una stella o una coppia di buchi neri. E questo ha diverse implicazioni intriganti per gli astrofisici: "C’è sicuramente un buco nero – sottolinea Branchesi – se l’altro non dovesse essere una stella di neutroni sarebbe un altro buco nero ma parliamo di masse piccole. Sarebbe comunque molto interessante perché non facile da spiegare dal punto di vista astrofisico, anche i nostri modelli sarebbero in difficoltà".

La concitazione di queste ore, tra gli astronomi, è grande perché a differenza di quando avviene una fusione tra due buchi neri, dalla quale non ci si aspetta alcun flash, il fatto che sia coinvolta una stella di neutroni fa sperare che si possa osservare l'evento anche nella controparte elettromagnetica: la luce. L'alert è arrivato anche sul cellulare di Silvia Piranomonte, ricercatrice dell’Istituto nazionale di astrofisica presso l’Osservatorio Astronomico di Roma: "Il gruppo italiano sta osservando con il telescopio nazionale Galileo che si trova alle Canarie, lo stesso stanno facendo gli spagnoli con il Grantecan, che ha uno specchio di dieci metri e può arrivare così 'profondo' per registrare la luce che arriva da quell'angolo di cielo. Ci stiamo coordinando con i ricercatori degli altri Paesi europei, ma si sono attivati anche americani e russi. Chi trova un 'transiente', cioè una luce che prima non c’era, condivide le informazioni con gli altri".

Appena si è conosciuta la natura del segnale, Piranomonte e i colleghi (tra i quali c’è anche Marica Branchesi del Gssi e Infn) hanno diramato l’allarme verso i telescopi, con le indicazioni su dove puntare: nella zona di cielo australe, tra le costellazioni dello Scultore, Fornace e Balena, dalla quale sembra provenire, per vedere qualcosa. a non c’era da quella zona, condivide le informazioni”.

Messaggi dall’Universo

L’astronomia multimessaggera ha visto la luce il 17 agosto del 2017, quando, per la prima volta, è stata individuata anche una sorgente elettromagnetica nel punto in cui si era originata una onda gravitazionale. Due messaggi differenti da uno stesso evento. In quel caso le responsabili erano due stelle di neutroni che si sono fuse insieme. Quasi esattamente due anni dopo è la volta di un’altra grande scoperta, cercata da tempo. La teoria li prevede, ma un tandem BHNS (black hole-neutron star, per usare la sigla degli astrofisici) non era mai stato osservato, non in maniera così chiara. Questo dimostra ancora l'efficienza dei tre strumenti, gli interferometri Ligo e Virgo, hanno raggiunto: "Proviene da una zona molto circoscritta, anche più stretta rispetto a quella del 2017 – spiega Piranomonte – e a seconda delle galassie che ci sono e alla loro distanza, i modelli ci dicono quello che dovremmo osservare. Se troveremo una curva di luce che corrisponde, avremo fatto centro".