Ambiente-cultura-eventi- 24/06/2020 - Il curioso caso dell’onda gravitazionale GW190814

Il curioso caso dell’onda gravitazionale GW190814

24/06/2020

Si chiama GW190814. Difficile? Forse. Ma GW sta per gravitational waves (onda gravitazionale), mentre i numeri indicano che l’onda gravitazionale ha raggiunto la rete dei rilevatori Advanced LIGO in USA e Advanced Virgo in Italia, il 14 agosto 2019 , alle ore 21:00 UTC. Si tratta di una scoperta senza precedenti che nelle scorse ore è stata annunciata dagli scienziati di LIGO-Virgo.

Per capire meglio di cosa si tratta ‘’approfittiamo’’ della competenza di un giovane lucano, di Senise, Nicola De Lillo, che attualmente sta svolgendo un Dottorato in Astrofisica e onde gravitazionali all’Università di Glasgow all’Institute for Gravitational Research e fa parte della rete di collaborazione scientifica di LIGO ( che sta per Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, un osservatorio ideato per il rilevamento delle onde gravitazionali).

“Cosa ha di speciale GW190814 da meritare cosi tanta attenzione, e addirittura una pubblicazione dedicata? – ci scrive- È la coppia di oggetti che ha generato l’onda gravitazione a essere intrigante. GW190814 è il risultato della fusione di un buco 23 volte più massiccio del nostro sole insieme ad un oggetto molto più leggero, con massa circa 2.6 volte quella del Sole. Il risultato finale è un buco nero con massa pari a circa 25 volte quella del Sole.
Prima del 2015, i buchi neri rimanevano solo una predizione teorica, della quale avevamo prove indirette grazie alle osservazione elettromagnetiche dei colleghi astronomi. Ad oggi buchi neri di 20 o più masse solari sono diventati un appuntamento quasi settimanale per i “gravy-wavers” - uno dei termini con cui i ricercatori di LIGO e virgo amano definirsi.

La vera diva della fusione è l'oggetto più leggero. Con 2.6 volte la massa del sole, potrebbe essere il buco nero più leggero oppure la stella di neutroni più pesante mai scoperta in un sistema binario.

Le stelle di neutroni sono ammassi di materia con densità estreme. Possono contenere 1.5 volte la massa del sole in soli 12 chilometri di raggio (Pensate ad una palla più pesante del sole che si estende tra Senise e Chiaromonte)!
Una stella di neutroni ha però un limite: se diventa troppo pesante la pressione della strana materia di cui è formata può diventare eccessiva, tanto che la stella collassa e si trasforma in buco nero.
Ad oggi le proprietà di tale materia sono del tutto da capire, così come gli scienziati non sanno quanta massa può accumulare una stelle di neutroni prima di collassare a buco nero.
Le osservazioni provenienti da GW170817 e alcune osservazioni nello spettro elettromagnetico suggeriscono che tale limite dovrebbe essere intorno alle 2.4 Masse solari.

Questo vuol dire che c’è una piccola probabilità che GW190814 sia la prima onda gravitazionale proveniente da un sistema binario formato da una stella di neutroni e un buco nero.
Ma i dati non possono confermarlo per certo.
Potenzialmente si sarebbe potuto misurare l’effetto delle forze di marea del buco nero che causano una distorsione sulla stella (un po’ quello che fa la luna con l’oceano) . Questa sarebbe una prova schiacciante della presenza di una stella. Ma data la forte a-simmetria nel rapporto tra le masse dei due oggetti (9 volte in massa) le forze di marea sono molto deboli e la stella di neutroni verrebbe ingoiata dal buco nero direttamente.

Se il secondo oggetto fosse un buco nero, i risultati non sarebbero meno eccitanti.
In questo caso sarebbe un bel grattacapo per le teorie che cercano di spiegare come buchi neri si formano nell’universo. Una delle ipotesi più popolari è che non ci siano buchi neri con massa al di sotto di 5 volte quella del sole – ipotesi motivata proveniente dalle osservazioni di sistemi binari che emetto luce nello spettro dei raggi X. Con una misura di 2.6 masse solari, bisognerà raffinare o cambiare le nostre teorie.

Ad oggi non si ha una risposta definitiva. Di definitivo però c’è che GW190814 è una scoperta senza precedenti: con il suo rapporto di masse estremo rappresenta un nuovo pezzo del puzzle da aggiungere alle scoperte fatte in passato. Sicuramente da oggi, cambierà il modo a con cui la comunità scientifica cerca di interpretare e spiegare il processo di formazione dei buchi neri e delle stelle di neutroni''.