Stelle, buchi neri e onde gravitazionali

Come si sono originate le onde gravitazionali rilevate da LIGO.

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Appare come un dipinto a pastelli, ma è l'elaborazione grafica dell'interazione tra polveri e campo magnetico della nostra Galassia, la Via Lattea, sulla base dei dati inviati a Terra dal satellite Planck (Esa). È nell'elaborazione di dati di questo genere che si cercano i segni delle onde gravitazionali prodotte dal Big Bang.

Quando i fisici del LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) degli Stati Uniti hanno raccontato al mondo la scoperta delle onde gravitazionali (vedi su Focus.it), il 11 febbraio 2016, hanno fatto riferimento all'evento cosmico più meravigliosamente catastrofico che si possa immaginare: la fusione di due buchi neri in un nuovo buco nero.

 

Dietro l'evento c'è una storia che forse nemmeno uno scrittore di fantascienza sarebbe riuscito a immaginare, una storia che si è potuta scrivere anche grazie al telescopio spaziale Fermi, che studia l'universo delle alte energie, e che nel caso specifico raccolse impulsi di raggi gamma che potrebbero essere arrivati proprio dal punto di origine delle onde gravitazionali rilevate dai ricercatori del LIGO.

Unendo i dati si è riusciti a ricostruire l'evento. In quel luogo dell'Universo dove si sono fusi i buchi neri c'erano, prima, due stelle che nel corso del tempo si sono avvicinate sempre di più, fatto che le ha portate a ruotare una attorno all'altra a velocità crescente.

A un certo un punto le due stelle si sono fuse in una sola, con una massa enorme, così grande che l'equilibrio delle tensioni di quel corpo gigantesco fu compromesso ed esplose. Una stella di grandi dimensioni origina spesso un buco nero, ma in quel caso, prima di esplodere, la mega stella dovette assumere una forma allungata, con due "centri", e con l'esplosione si formarono due buchi neri.

 

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I due neonati buchi neri si misero in rotazione alla distanza di poche migliaia di chilometri, e questo, di nuovo, li portò a collassare su se stessi: l'evento cosmico "meravigliosamente catastrofico" che generò le onde gravitazionali ricevute al LIGO e i getti di raggi gamma che il telescopio Fermi ha rilevato 0,4 secondi dopo il segnale recepito da LIGO. È stata dunque la "cooperazione" tra strumenti tecnologicamente molto sofisticata che, secondo i ricercatori, permetterà di conoscere meglio il nostro Universo: soprattutto, sarà possibile individuare con maggiore precisione la distanza fisica e temporale di eventi simili, ossia quello che serve per aiutarci a capire come si sta evolvendo l'Universo stesso.

 


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24 Febbraio 2016 | Luigi Bignami

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