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LIGO osserva il quinto black-hole merging In evidenza

Il diagramma aggiornato dei merging osservati finora.
Il diagramma aggiornato dei merging osservati finora. Crediti: LSC/LIGO/Caltech/Sonoma State (Aurore Simonnet)

A Giugno le due antenne LIGO hanno rivelato un'altra fusione tra due buchi neri, i meno massicci osservati finora. E la fortuna ha giocato un ruolo importante.

 L'8 giugno, alle ore 02:01:16 UTC, un'onda gravitazionale denominata GW170608 ha attraversato le due antenne LIGO, generando un impulso durato poco più di 1 secondo con il classico andamento "chirp" (figura in basso) e con rapporto combinato segnale/rumore pari a 13. L'interpretazione della forma del segnale, sulla base di modelli teorici consolidati, indica che esso è stato generato dalla coalescenza di due buchi neri stellari di massa contenuta, per un totale di sole 19 Masse solari (comunque compreso tra 18 e 24 M) e ad una distanza di 340(±140) Mpc, poco oltre 1 miliardo di anni luce da noi..

GW170608

Crediti: LSC/LIGO/VIRGO

 L'annuncio è stato diffuso Mercoledi scorso, anche se l'evento in questione è precedente a quelli osservati ad Agosto congiuntamente a Virgo e già annunciati oltre un mese fa. Quindi, cronologicamente, si tratta in realtà della quarta di fusione osservata tra due buchi neri, se escludiamo l'evento incerto dell'Ottobre 2015 (LVT151012).

 I due buchi neri dovevano avere masse di 12 e 7 M (valori nominali), decisamente contenute rispetto agli eventi osservati in precedenza, come mostrato nell'immagine in apertura; questo li fa cadere nella regione occupata delle sorgenti binarie di raggi-X note (figura sottostante), consentendo quindi di poter confrontare le caratteristiche delle due categorie di oggetti. Il team ha verificato che, anche in questo caso, la forma del segnale era compatibile con le previsioni fatte dalla teoria della Relatività Generale.

binarieX

Crediti: LSC/LIGO/VIRGO

 Questa scoperta ha comportato anche una certa dose di fortuna. Un mese prima della rilevazione, il consorzio Ligo ha interrotto la seconda sessione di osservazioni per aprire i sistemi sottovuoto di entrambi i rivelatori ed eseguire una manutenzione; mentre i ricercatori di Livingston, in Luisiana, avevano completato i lavori nel giro di due settimane, alcuni problemi tecnici sulll'antenna di Hanford (stato di Washington) ne hanno ritardato il ritorno in servizio. Così, nel pomeriggio del 7 giugno, lo staff di Hanford stava ancora effettuando gli ultimi test che comportavano una serie di piccole sollecitazioni sugli specchi a frequenze specifiche quando l'onda GW170608 attraversò l'interferometro, raggiungendo la Louisiana circa 7 millisecondi dopo. Il gruppo a Livingston comunicò tempestivamente il possibile rilevamento ai colleghi di Hanford, dove il sistema di rilevamento automatico non era ancora attivo. Per fortuna, la procedura di test non ha impedito all'antenna di rilevare le onde gravitazionali e anzi, dopo aver ripulito il segnale dalle frequenze di test, esso è risultato notevolmente più chiaro proprio in questo rivelatore! Purtroppo, all'epoca Virgo era ancora in fase di aggiornamento e sarebbe entrato in funzione il 1 Agosto, altrimenti sarebbe stato possibile stabilire la direzione di provenienza del segnale con una precisione nettamente superiore; non si hanno notizie di controparti ottiche o in altre regioni dello spettro elettromagnetico, come del resto negli altri casi di "merging" riguardanti buchi neri.

  Alcune curiosità che fanno capire i numeri legati alla "Big Science": l'articolo pubblicato su ArXiv è firmato da ben 1102 scenziati, appartenenti a 161 diverse istituzioni (la lista degli autori occupa quasi integralmente le prime 6 pagine!), riuniti sotto le due sigle LIGO Scientific Collaboration e Virgo Collaboration; oltre 150 nomi sono italiani e due degli autori sono deceduti prima della pubblicazione (tecnicamente non hanno partecipato direttamente allo studio di questo particolare segnale che è stato osservato dopo la loro morte, ma hanno contribuito comunque al progetto).

 

Riferimenti:
https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20171115
https://arxiv.org/pdf/1711.05578.pdf

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

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