Nel grafico l'insieme di buchi neri fin'ora individuati grazie agli interferometri LIGO e Virgo, catalogati in base alla loro massa (in masse solari), evento per evento. Dalla parte delle masse più piccole, le sorgenti degli eventi recentemente annunciati GW170608, ma anche di GW151226, hanno masse comparabili a quelle di stelle binarie a raggi x. Le sorgenti di GW150914, GW170104 e GW170814 invece indicano una popolazione di oggetti più massicci, ancora mai osservati prima di queste rivelazioni. Nel grafico troviamo anche l'evento LVT151012, un segnale rivelato da LIGO, ancora tra i possibili candidati ma troppo debole per essere definitivamente confermato come una rivelazione certa di onda gravitazionale. [Image credit: LIGO/Caltech/Sonoma State (Aurore Simonnet)

di Ilaria Marciano – ASI

Gli scienziati alla ricerca di onde gravitazionali hanno confermato l’ennesima scoperta della loro fruttuosa serie di osservazioni dall’inizio di quest’anno. Il nome di questo nuovo evento è GW170608, e si tratta della fusione di due buchi neri relativamente leggeri, di 7 e 12 volte la massa del Sole, a una distanza di circa un miliardo di anni luce dalla Terra.

La fusione ha generato un buco nero finale di massa 18 volte quella del Sole, il che significa che durante la collisione è stata emessa energia equivalente a circa 1 massa solare ed è stata emessa sotto forma di onde gravitazionali.

La scoperta  è avvenuta lo scorso 8 giugno grazie ai due rilevatori Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) e all’interferometro Virgo, dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, ma non era stata resa pubblica nell’immediato per via di altri due grandi eventi che si sono verificati poco dopo – il 14 e il 17 agosto –ovvero la rilevazione del primo segnale di onda gravitazionale registrato da Virgo e, per la prima volta nella storia dell’osservazione dell’universo, la rilevazione di un’onda gravitazionale prodotta dalla fusione di due stelle di neutroni e captata, dalle onde radio fino ai raggi gamma.

La scoperta di GW170608 è stata in parte causale. Un mese prima di questo rilevamento, infatti, Ligo aveva interrotto il suo ciclo di osservazioni per eseguire la manutenzione. Mentre i ricercatori di Ligo a Livingston, in Louisiana, stavano ultimando la manutenzione ed erano pronti a ricominciare di nuovo dopo circa due settimane, Ligo a Hanford, a Washington, aveva riscontrato ulteriori problemi che hanno ritardato le osservazioni. Nel pomeriggio del 7 giugno, il team dell’Osservatorio di Hanford stava facendo i preparativi finali per “ascoltare” ancora una volta le onde gravitazionali in arrivo.

Come parte dei preparativi, gli scienziati hanno effettuato delle regolazioni di routine per ridurre il livello di rumore nei dati delle onde gravitazionali causato dal movimento angolare degli specchi principali. Per distinguere quanto questo movimento angolare poteva compromettere i dati raccolti, gli scienziati hanno “scosso” leggermente gli specchi a frequenze specifiche. Pochi minuti dopo questa procedura, GW170608 è passato attraverso l’interferometro di Hanford, raggiungendo la Louisiana circa 7 millisecondi dopo.

GW170608 è il buco nero binario più leggero che Ligo e Virgo abbiano mai osservato. Questa scoperta consentirà agli astronomi di confrontare le proprietà dei buchi neri ricavate dalle osservazioni dell’onda gravitazionale con quelle dei buchi neri di massa simile precedentemente rilevati solo con studi a raggi X e ha creato un collegamento mancante tra le due classi di osservazioni di buchi neri.

In questo grafico vediamo invece a confronto le masse di buchi neri e stelle a neutroni misurate sia da osservazioni elettromagnetiche (le classiche osservazioni in varie lunghezze d'onda compresa la luce visibile) sia con rivelazioni di onde gravitazionali... i nostri nuovi "occhi". In violetto vediamo indicate le masse dei buchi neri individuati tramite osservazioni elettromagnetiche, mentre in blu quelle di osservazioni di onde gravitazionali (ottenute sempre dalla fusione di due oggetti, per cui vediamo i due singoli oggetti legati a quello che ne è il risultato). Le masse di stelle a neutroni osservate per via elettromagnetica sono in giallo, mentre quelle delle stelle la cui fusione ha dato origine all'evento GW170817 (e quindi osservate in entrambi i modi) sono in arancione, e di nuovo vengono indicati sia i due oggetti che si sono fusi, sia l'oggetto che ne è risultato. Come si può vedere, questo nuovo evento GW170608 (tra quelli in blu) è quello che ha coinvolto buchi neri con la più piccola massa fin'ora rivelati dalla collaborazione LIGO/Virgo. Le linee verticali rappresentano le barre dell'errore di misura di massa. Crediti: LIGO-Virgo/Frank Elavsky/Northwestern

Il documento che descrive l’osservazione appena confermata – scritto da LIGO Scientific Collaboration e Virgo Collaboration – è stato pubblicato su The Astrophysical Journal Letter. I rilevatori LIGO e Virgo sono attualmente offline per ulteriori aggiornamenti. Gli scienziati prevedono di avviare una nuova corsa di osservazione nell’autunno 2018.

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Onde Gravitazionali.
Inizia l’era dell’Astronomia Multimessaggero. La flotta di telescopi ESO in Cile ha rilevato per la prima volta la controparte visibile di una sorgente d’onda gravitazionale, quinto risultato della collaborazione LIGO-Virgo. Storiche osservazioni che suggeriscono che la sorgente sia il risultato della fusione di due stelle di neutroni chiamata kilonova, da tempo prevista e alla base della creazione di elementi pesanti come l’oro e il platino. Ma non solo, all’evento è associato anche un raro lampo gamma di breve durata, che completa il quadro portando alla conferma di eventi fin’ora solo teorizzati. Numerosi gli studi pubblicati su Nature e altre riviste scientifiche e presentati oggi in tre conferenze stampa in simultanea dalle principali agenzie coinvolte.

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