onde gravitazionali associate a luce

Nello spazio rilevate onde gravitazionali associate a luce

Scoperte onde gravitazionali associate a luce

Per la prima volta gli scienziati hanno individuato nello spazio onde gravitazionali e luce (sotto forma di raggi gamma) provenienti dallo stesso evento cosmico, ovvero la fusione di due corpi stellari ad altissima densità noti come “stelle di neutroni“. La storica scoperta apre il campo all’astrofisica multi-messaggero che promette di svelare nuove emozionanti intuizioni sul cosmo.

La rilevazione è stata effettuata dagli interferometri Ligo negli Usa e Virgo a Cascina, in provincia di Pisa, e da 70 telescopi Eso (European Southern Observatory) da Terra e spaziali. La scoperta fornisce anche la prima prova concreta alla teoria secondo la quale le collisioni di stelle di neutroni sono la fonte di gran parte degli elementi pesanti dell’universo, come oro e platino.

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Scontro tra due stelle di neutroni

Il 15 agosto scorso, Craig Wheeler, astronomo della University of Texas, aveva fatto un generico riferimento alla presenza di una “sorgente con corrispettivo ottico da lasciare a bocca aperta“. A due mesi dall’indiscrezione è arrivato l’annuncio ufficiale durante 3 conferenze internazionali trasmesse da Washington: i rilevatori Ligo e Virgo hanno captato onde gravitazionali generate dallo scontro di due stelle di neutroni avvenuto a 130 milioni di anni luce dal nostro pianeta.

L’evento, soprannominato GW170817 per la data della sua comparsa, è stato il frutto di un lavoro di squadra. Dopo i rilevamenti delle antenne gravitazionali Ligo-Virgo, i ricercatori di vari osservatori, tra cui il Gemini South Telescope in Cile e il Fermi Gamma-Ray Space Telescope della Nasa, si sono concentrati sull’esplosione nella costellazione dell’Idra e hanno individuato un lampo di raggi gamma e radiazioni di ogni tipo.

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Un nuovo tipo di rilevamento

Le onde gravitazionali sono “increspature” nel tessuto dello spazio-tempo generate dall’accelerazione di oggetti cosmici massicci. Albert Einstein aveva predetto la loro esistenza nel 1916, ma c’è voluto un secolo prima che gli astronomi le rilevassero. La prima osservazione risale a settembre 2015, quando Ligo captò le onde emesse dalla fusione di due buchi neri. La scoperta è valsa ai realizzatori il Premio Nobel per la fisica 2017.

Nella storia dell’osservazione dello spazio, la quinta rilevazione di onde gravitazionali e luce rappresenta una novità assoluta: i precedenti segnali provenivano da buchi neri in accelerazione che non emettono alcuna radiazione elettromagnetica. Le stelle di neutroni rappresentano l’ultimo stadio di vita degli astri con massa molto grande e si formano in concomitanza con la cessazione delle reazioni di fusione nucleare.

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onde gravitazionali associate a luce 2

Scoperta l’origine degli elementi pesanti

Dai residui dell’esplosione nello spazio si è sollevata una nube di elementi pesanti, come oro, platino e uranio, pari a dieci volte la massa della Terra. L’osservazione ha permesso quindi di risolvere il mistero dell’origine degli elementi più pesanti del ferro, riconducibile al fenomeno della kilonova. “Abbiamo mostrato che gli elementi più pesanti nella tavola periodica, la cui origine era nascosta nel mistero fino ad oggi, sono fatti nelle fusioni di stelle di neutroni“, ha dichiarato Edo Berger, dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) a Cambridge, Massachusetts.

È la prima volta che nello spazio si osservano onde gravitazionali ed elettromagnetiche insieme, e questo apre il campo all’astronomia multimessaggero, che ascolta segnali molto diversi (gravitazionali, ottici, raggi X e ultravioletti) contemporaneamente. L’Italia ha avuto un ruolo cruciale in queste osservazioni, non solo per l’interferometro Virgo, che ha permesso di capire la provenienza del segnale, ma anche grazie a telescopi basati a Terra e nello spazio.

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