Predetta la fusione di due buchi neri supermassicci entro 10 anni

Secondo una nuova ricerca tra 10 anni sulla terra verranno rilevate delle onde gravitazionali dovute alla fusione di due buchi neri supermassicci.

Predetta la fusione di due buchi neri supermassicci entro 10 anni
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Sembrerà banale dirlo ma va ricordato che stiamo vivendo una vera e propria epoca d'oro dal punto di vista dell'astrofisica. Ricordate la recente notizia della collisione di due stelle di neutroni? L'evento ha suscitato un enorme entusiasmo da parte di tutta la comunità scientifica che per la prima volta ha captato non solo le onde elettromagnetiche (ovvero la luce) di diverse frequenze proveniente dall'evento, ma anche le onde gravitazionali generate dalle due stelle massive che hanno distorto lo spazio/tempo con un'intensità tale che sono state rilevate dai due osservatori americani LIGO e da quello italiano VIRGO. Queste famose onde vennero teorizzate per la prima volta da Einstein, ma la loro prima misura è solamente del 2015. Adesso, un gruppo di scienziati ha annunciato la prima previsione basata su dati reali di onde gravitazionali generate dalla fusione di due buchi neri supermassicci, ovvero ammassi di materia talmente compressa da assumere uno stato che ad oggi ci è ancora ignoto.


I buchi neri supermassicci al centro delle galassie

Al centro delle galassie più grandi, inclusa la Via Lattea, risiedono questi buchi neri supermassicci che hanno una massa milioni o miliardi di volte più grande di quella del sole: le prime quattro onde gravitazionali identificate da LIGO e VIRGO (quest'ultimo solo le quarte) sono state generate dalla fusione di buchi neri con una massa qualche decina di volte più grande del sole. La fusione di un sistema binario di buchi neri supermassicci genera un buco nero supermassiccio ancora più massivo al centro della galassia attiva che lo ospita. Nel prossimo video vi sarà chiaro in che modo viene distorto lo spazio/tempo man mano che due oggetti veramente massivi si avvicinano l'un l'altro. Quello che dovete immaginare è che le onde di distorsione si diffondono in tutto lo spazio circostante alla velocità della luce, giungendo fino alla Terra.

Oltre a LIGO e VIRGO ci sarà modo di osservare anche radiazioni proveniente dalle pulsar, stelle di neutroni che emettono impulsi alle radiofrequenze come dei metronomi: mentre le onde gravitazionali generate dai buchi neri supermassicci si diffondono nello spazio circostante alla velocità della luce, le emissioni radio delle pulsar verranno influenzate da queste ultime e varieranno leggermente. Qui entrano in gioco gli osservatori delle pulsar presenti sulla Terra che avranno il compito di captare queste piccole variazioni nel rilasciare gli impulsi a radiofrequenza: parliamo del Parkes Pulsar Timing Array australiano, del Nanohertz Observatory for Gravitational Waves nordamericano e il Pulsar Timing Array europeo, che insieme formano l'International Pulsar Timing Array.


Lo studio del Center for Computational Astrophysics

Chiara Mingarelli, che ha iniziato la sua carriera universitaria a Bologna, è alla guida della ricerca del Center for Computational Astrophysics dell'Illinois: "Le onde gravitazionali prodotte dalla fusione di questi buchi neri supermassicci sono le più potenti dell'universo e sovrastano quelle rilevate in passato dai rilevatori LIGO". Lei e i suoi colleghi hanno catalogato le galassie vicine che ospitano una coppia di buchi neri supermassicci (sistema binario di buchi neri), combinando questa informazione con la mappatura delle stelle pulsar nelle vicinanze per assicurarsi la possibilità di identificare la fusione dei due oggetti massivi tramite la variazione dell'emissione degli impulsi alla radiofrequenza delle pulsar. Sempre secondo Chiara Mingarelli: "Se si tiene conto della posizione delle pulsar nel cielo, si ha la certezza di identificare qualcosa entro i 10 anni. La conclusione dello studio è che siamo sicuri di identificare almeno un sistema binario di buchi neri supermassicci nelle vicinanze". Se volete vedere un'intervista in un contesto davvero fuori dalle righe di Chiara Mingarelli, vi lasciamo al prossimo video.

Il fatto curioso è capire quali galassie ospitanti una coppia di buchi neri supermassicci sono le più papabili per darci un assaggio della loro fusione. In linea di principio le galassie più grandi hanno buchi neri più massivi e che producono onde gravitazionali più intense, ma questi si fondono più velocemente e la finestra per intravedere queste onde si accorcia. Ad esempio una galassia massiva come M87 può darci la possibilità di rilevare onde gravitazionali per 4 milioni di anni, mentre una galassia più modesta come la Sombrero Galaxy offrirebbe una finestra temporale di osservazione di 160 milioni di anni. Inutile dire che il successo di questa ricerca garantirebbe la possibilità di nuovi metodi di studio dell'astrofisica al centro della fusione di queste galassie. C'è anche la possibilità che la fusione non venga identificata a causa di casi particolari che ne rallenterebbero il processo, ma per Mingarelli questa eventualità sarebbe "comunque interessante".