Il Tirreno

PISA. Il cielo sopra Virgo ha parlato ancora. E lo ha fatto in modo nuovo. Aggiungendo un altro “gioiello” della natura al catalogo dell’astronomia gravitazionale. Virgo è l’interferometro che si trova alle porte di Cascina (Pisa) insieme ai due gemelli Ligo, negli Stati Uniti. Insieme hanno “ascoltato” l’eco di due distinte catastrofi spaziali mai percepite finora. Due distinte fusioni di un buco nero con una stella di neutroni. «Un’altra gemma del tesoro», la definisce Giovanni Losurdo, coordinatore di Virgo e ricercatore dell’Istituto nazionale di fisic a nucleare (Infn).

Finora nella “collezione dei cieli” risultavano fusioni tra buchi neri (più numerose) e tra stelle di neutroni. Di quest’ultimo tipo esistono solo due osservazioni. La prima delle quali fu epica: il 17 agosto 2017 è una data entrata nella storia come l’atto di nascita dell’astronomia multimessaggera. In quell’occasione, infatti, il primo ascolto della fusione di due stelle di neutroni permise di lanciare un allarme alla comunità scientifica mondiale. Tutti i telescopi a disposizione furono puntati verso la sorgente e così di quell’evento fu non solo “ascoltata” l’onda gravitazionale ma anche osservata visivamente la radiazione elettromagnetica.

La novità annunciata ieri su The Astrophysical Journal Letters, invece, consiste nella conferma dell’esistenza di sistemi misti. Un buco nero può “inghiottire” una stella di neutroni: una previsione che gli astronomi avevano fatto diversi anni fa e che si è dimostrata ancora una volta corretta. Del resto la storia di Virgo e dell’astronomia gravitazionale è costellata di previsioni ambiziose che si realizzano davvero, a partire dall’esistenza stessa delle onde gravitazionali, increspature nel tessuto dello spazio tempo provocate da fenomeni catastrofici e la cui eco giunge fino a noi, attraversandoci. Il primo a prevederle fu Albert Einstein oltre un secolo fa.

Il fenomeno si può visualizzare mentalmente così: immaginiamo due sfere disposte su un panno elastico (lo spazio-tempo). La più piccola ruoterà attorno alla più grande fino a colpirla. Nel caso di enormi masse la collisione produce una vibrazione del tessuto dello spazio-tempo che viaggia alla velocità della luce per miliardi di anni. E arriva fino a noi con un’oscillazione infinitesimale, nell’ordine di un miliardesimo del diametro di un atomo, percepibile solo da strumenti prodigiosi come gli interferometri.

La danza mortale tra una stella di neutroni e un buco nero è stata osservata ben due volte, entrambe annunciate dalla comunità scientifica solo ieri. Il primo fenomeno è stato osservato il 5 gennaio 2020 dal rivelatore Ligo di Livingston, in Louisiana e dal pisano Virgo. Dieci giorni più tardi una seconda onda gravitazionale, analoga alla prima, è stata rivelata da entrambi gli interferometri Ligo (l’altro si trova a Hanford, stato di Washington), e ancora una volta da Virgo. In entrambi i casi, la forma del segnale ha reso possibile attribuirlo a un evento buco nero-stella di neutroni che al termine di una vorticosa danza cosmica, si sono fusi in singolo corpo celeste super compatto. Si potrebbe dire che il buco nero ha “inghiottito” la stella di neutroni, come una pallina finisce nel mulinello di un lavandino e svanisce nello scarico. Nel primo caso, buco nero e stella di neutroni avevano masse stimate rispettivamente in 8,9 e 1,9 volte quella del nostro Sole; la loro fusione è avvenuta 900 milioni di anni fa. Nel secondo segnale, i due corpi celesti di 5,7 e 1,5 masse solari entrarono in collisione circa un miliardo di anni fa. Alle rilevazioni gravitazionali non è seguita alcuna osservazione visiva: forse la cattura delle stelle di neutroni da parte dei buchi neri impedisce loro di disgregarsi emettendo radiazioni elettromagnetiche. Sul come si formino questo tipo di sistemi esistono due ipotesi: che i due oggetti nascano insieme da una stella binaria; o che si formino in zone dell’universo particolarmente affollate.

Ora Virgo è spento per il consueto periodo di perfezionamento. Tornerà ad ascoltare il cielo a giugno del 2022 e chissà se riuscirà ad afferrare l’imprendibile supernova, la “gemma” più desiderata. —

Danilo Fastelli

© RIPRODUZIONE RISERVATA