Osservato un oggetto misterioso che si è fuso con un buco nero

Scienze

E’ successo circa 800 milioni di anni fa, ma la particolare natura di questo oggetto compatto resta ancora un vero e proprio dilemma. Ad osservarlo gli interferometri Virgo e Ligo, il cui progetto è curato per l’Italia dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)

Virgo e Ligo, strumentazioni di altissima tecnologia ideate per il rilevamento delle onde gravitazionali provenienti dall'universo, sono riuscite in un’impresa davvero eccezionale: l’osservazione di un oggetto compatto di circa 2,6 masse solari, che si colloca in un intervallo di massa tra la stella di neutroni più pesante e il buco nero più leggero mai osservati. Questo oggetto si è fuso, 800 milioni di anni fa, con un buco nero di 23 masse solari, generando un buco nero finale di circa 25 volte la massa del Sole ed emettendo un’intensa onda gravitazionale. Ne dà notizia un comunicato dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) che ha collaborato con l’Osservatorio Gravitazionale Europeo (EGO) nella scoperta, descritta in un articolo pubblicato sulla rivista scientifica “The Astrophysical Journal Letters”.

Un vero mistero

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Gli astronomi spiegano che questo oggetto, per la sua massa così importante e dal momento che l'osservazione del solo segnale gravitazionale, giunto a noi nell’agosto 2019, non consente di distinguere se l'oggetto compatto sia un buco nero o una stella di neutroni: la sua natura, insomma, resta per gli esperti un vero e proprio mistero. “Ancora una volta le osservazioni delle onde gravitazionali contribuiscono a far luce su aspetti ignoti del nostro universo: l’oggetto più leggero in questo sistema binario ha una massa mai osservata finora”, ha spiegato Giovanni Losurdo, esperto dell'INFN e responsabile del progetto Virgo, interferometro situato vicino a Pisa in Italia. “Una nuova scoperta, che solleva nuove domande su quale sia la sua natura, e su come si sia formato questo sistema binario. Virgo, LIGO e presto KAGRA, l’interferometro in via di completamento in Giappone, continueranno a cercare le risposte a queste e a molte altre domande, e a spingere avanti la frontiera delle nostre conoscenze dell’universo in cui viviamo”.

Le particolarità della scoperta

Tra le particolarità di questa scoperta quella per cui, avendo una massa di circa 2,6 masse solari, questo misterioso oggetto si colloca nel cosiddetto “mass gap”, mettendone così in discussione l’esistenza. Si tratta di una misteriosa “area grigia”, un intervallo di masse apparentemente troppo leggere per un buco nero e troppo pesanti per una stella di neutroni. Per molto tempo non è stato possibile rilevare oggetti compatti con masse che vanno da 2,5 a 5 masse solari e questo ha stupito particolarmente gli astrofisici. Ma ora questa scoperta apre nuovi scenari. Un’altra peculiarità di questa scoperta è il rapporto, mai osservato prima di oggi, tra le masse dei due oggetti cosmici: “uno è circa 9 volte più pesante dell’altro”, rilevano gli esperti, che hanno anche spiegato come il segnale associato a questa insolita fusione sia stato chiaramente rivelato dai tre strumenti e, grazie al ritardo tra i tempi di arrivo del segnale sui diversi rivelatori distanti l’uno dall’altro (LIGO è composto da due interferometri laser che si trovano nello Stato di Washington e in Lousiana), abbia permesso di localizzare la sorgente dell’onda all’interno di un’area di circa 19 gradi quadrati.

Una nuova fase

Il processo è stato rivelato il 14 agosto 2019 ed è stato quindi chiamato “GW190814”: ora, dicono gli scienziati, permetterà di rivalutare alcune delle teorie attuali sulla formazione di oggetti astrofisici come buchi neri o stelle di neutroni. “A breve, Virgo e i due LIGO avvieranno una nuova fase del loro programma di miglioramento e questo consentirà di osservare un numero sempre maggiore di sorgenti. Le future osservazioni con la rete di interferometri potenziata e possibilmente con altri telescopi potrebbero catturare eventi simili e aiutarci a rispondere alle numerose domande sollevate dalla rivelazione di GW190814”, ha spiega Viviana Fafone, responsabile nazionale per l’INFN di Virgo.

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