Spazio e Scienze

Onde gravitazionali, anche l’italiano Virgo le sente

I cacciatori di onde gravitazionali hanno un altro trofeo al loro attivo. Dopo la prima volta in cui il rilevatore statunitense LIGO ha individuato l'increspatura nello spazio tempo risultante dalla collisione di due buchi neri, e il bis annunciato nel giugno 2016, questa volta il successo è da ripartire in parti eguali fra Stati Uniti ed Europa, in particolare l'Italia.

Perché a questo giro il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory non è stato l'unico a rilevare le onde gravitazionali, le ha sentite anche l'esperimento italiano VIRGO, che nelle due precedenti occasioni era spento perché in fase di aggiornamento.

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Il rilevatore VIRGO vicino a Pisa ha rilevato per la prima volta le onde gravitazionali ad agosto 2017. Crediti: Virgo collaboration/CCO 1.0

Situato all'European Gravitational Observatory (EGO) di Cascina, in provincia di Pisa, e fondato dall'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e dal CNRS francese, VIRGO ha captato insieme a LIGO le onde gravitazionali lo scorso il 14 agosto alle 12:30 ora italiana. L'annuncio, dopo le dovute verifiche, è stato protagonista ieri all'apertura del G7 Scienza di Torino.

Anche questa volta, come nelle due precedenti, l'evento è stato causato dalla fusione di due buchi neri a una distanza stimata da noi di 1,8 miliardi di anni luce. Gli scienziati hanno calcolato che i due buchi neri collisi avevano massa di 31 e 25 masse solari, e hanno formato un nuovo buco nero di 53 masse solari. Un evento quindi di proporzioni inferiori a quello della prima rilevazione, che aveva dato luogo a un buco nero di 62 masse solari, e superiori a quelle della seconda rilevazione (che ha formato un oggetto di 21 masse solari).

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Simulazione al supercomputer del Rochester Institute of Technology delle onde gravitazionali originate dalla fusione di due buchi neri. Crediti: Nicole Rosato/RIT Center for Computational Relativity and Gravitation

Tre le rilevazioni principali che confermano quanto appena descritto: VIRGO a Cascina e i due rilevatori di LIGO a Livingston (Louisiana) e a Hanford (Washington). LIGO e VIRGO hanno poi allertato altri 25 osservatori che con i loro telescopi hanno cercato di individuare segnali luminosi nell'area in cui è stato ricevuto il segnale, ma senza successo.

Per comprendere bene cos'è accaduto rimandiamo all'articolo dettagliato in cui l'esperto del CNR professore Valerio Rossi Albertini ha risposto alle domande dei lettori e quello in cui ha spiegato che cosa sono le onde gravitazionali e come funzionano gli esperimenti come LIGO e VIRGO. Sintetizzando al massimo, le onde gravitazionali sono un effetto della Teoria della Relatività Generale di Einstein, e quelle più forti sono prodotte da eventi drammatici o catastrofici, come per esempio le collisioni di buchi neri, le pulsazioni di stelle di neutroni e le esplosioni di supernove. Finora quelle che abbiamo captato sono tutte frutto della fusione di due buchi neri. Vale la pena ricordare che quello che viene captato non è uno tsunami, ma una piccolissima increspatura che per ora solo sofisticati strumenti come LIGO e VIRGO riescono a cogliere.

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Qualcuno si starà chiedendo se VIRGO sia effettivamente utile, visto che quando era spento LIGO ha svolto comunque il lavoro. Invece è importantissimo, perché incrociando i dati di LIGO e VIRGO gli scienziati possono circoscrivere meglio la posizione in cui si è originata l'onda gravitazionale. Le onde gravitazionali infatti raggiungono i tre rilevatori in tempi diversi consentendo così una triangolazione della posizione della sorgente. Non è un caso che il sistema fosse stato messo a punto proprio per lavorare in questo modo fin dall'inizio. Gli aggiornamenti necessari per perfezionare le strutture hanno però fermato prima LIGO per diverso tempo (è stato acceso poco prima che trovasse le prime onde gravitazionali) poi VIRGO per 6 anni, e solo adesso possono finalmente lavorare insieme.

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L'increspatura nello spazio tempo del 14 agosto "ha colpito prima il rilevatore LIGO di Livingston, poi il quello LIGO di Hanford, e poi pochi millesimi di secondo dopo ha raggiunto Virgo" ha spiegato David Shoemaker, portavoce della collaborazione LIGO. Più in dettaglio la regione di Spazio in cui è stata individuato l'evento – identificata dalla sigla GW170814 – è 20 volte più piccola rispetto a quella osservata con solo due interferometri. Questo equivale a un incremento di 10 volte nella precisione con cui si definisce l'angolo da cui proviene il segnale, che adesso è pari a 60 gradi quadrati. Una precisione che può essere importante per puntare i telescopi terrestri e spaziali e agli altri strumenti di osservazione alla ricerca di quei segnali elettromagnetici a banda larga che si verificano durante un evento come quello del 14 agosto scorso.


Tom's Consiglia

Vi interessa saperne di più sui buchi neri e sulla costruzione degli interferometri? Leggete Buchi neri e salti temporali di Kip Thorne.