Il 26 dicembre 2015 alle 5:38 ora italiana, poco più di tre mesi dopo il primo rilevamento di onde gravitazionali, i LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) di Livingston (Louisiana) e Hanford (Washington) hanno rilevato un nuovo treno di onde gravitazionali, contrassegnato come GW151226: lo studio è pubblicato oggi sul Physical Review Letters.
Come già per l'evento precedente (14 settembre 2015), è stato verificato che anche in questo caso a produrre il treno di onde sono stati i momenti finali della vita di due buchi neri, che dopo avere orbitato a distanza sempre più ravvicinata si sono fusi in un unico buco nero.
I protagonisti del primo evento erano giganti da 36 e 29 masse solari: al confronto, quelli che hanno prodotto le nuove increspature nello spazio-tempo sono pesi piuma, con 14 e 8 masse solari. La loro fusione ha dato vita ad un unico buco nero con una massa stimata in 21 volte quella della nostra stella: la massa mancante è quella che si è trasformata in energia e ha prodotto le onde gravitazionali.
Modelli precisi. Spiega Alessandra Buonanno, del Colleg Park e prima firmataria dello studio: «I nostri modelli sono riusciti a isolare dal "rumore di fondo" dell'Universo un'onda gravitazionale molto debole, ma incredibilmente importante. Ciò significa che i nostri modelli funzionano alla perfezione».
La storia dell'Universo nel tempo. Secondo i modelli attuali, subito dopo il Big Bang l'Universo attraversò una fase di espansione esponenziale. Durante questa fase detta "inflazione", furono emesse onde gravitazionali primordiali.
Ecco come potrebbe essere andata
Una visualizzazione 3D di onde gravitazionali. In questo caso prodotte da 2 buchi neri. Le onde gravitazionali rappresentano la forza più elusiva che permea l’Universo. Elusiva al punto che solo in casi particolari, come a seguito di eventi gravitazionalmente catastrofici rappresentati, per esempio, dalla collisione fra due buchi neri o due stelle di neutroni, oppure dall’esplosione di una supernova, possiamo sperare di registrarne le increspature.
La mappa della radiazione cosmica di fondo, che risale a 300 mila anni dopo il Big Bang. L'immagine è stata ottenuta con 9 anni di dati del satellite WMAP della Nasa.
Ecco la mappa più completa mai elaborata finora del cosmo appena dopo il Big Bang. È il risultato dei primi 15 mesi e mezzo di lavoro di Planck, il telescopio dell'ESA, che ha fornito anche alcuni dati ulteriori sull'Universo primordiale. Per esempio, è un po' più vecchio di quanto stimato finora: ha 13,82 e non 13,7 miliardi di anni.
Per approfondire
Mappa dal BICEP, installato al Polo Sud (Steffen Richter)
Da sinistra a destra, il confronto fra le osservazioni della radiazione cosmica di fondo condotte con tre diverse missioni, il Cosmic Background Explorer (COBE) lanciato nel 1989, il Wilkinson Microwave Anysotropy Probe (WMAP) lanciato nel 2001 e il satellite Planck lanciato nel 2009.
Il rilevatore BICEP al Polo Sud
Il rilevatore BICEP al Polo Sud
Il rilevatore BICEP al Polo Sud
Il rilevatore BICEP al Polo Sud
Il rilevatore BICEP al Polo Sud
La minima differenza di tempo (1,1 millisecondi) tra i segnali captati a Livingston e Hanford hanno permesso di determinare con buona approssimazione la posizione della sorgente nel cielo. La fusione dei due buchi neri è avvenuta 1,4 miliardi di anni fa (la distanza da noi in anni luce) e il segnale rilevato racconta la storia delle ultime 27 orbite dei due oggetti prima della loro fusione.
In attesa di Virgo. «Con la scoperta di questo secondo gruppo di onde gravitazionali possiamo davvero dare un grande valore alla "O" di LIGO, che sta per Observatory», afferma Albert Lazzarini, direttore del LIGO al Caltech: «l'aver rilevato due eventi in meno di quattro mesi ci permette di fare previsioni su quante volte potremo raccogliere onde gravitazionali in futuro.» Dal prossimo autunno LIGO verrà migliorato e di lì a poco dovrebbe entrare in funzione anche VIRGO, un terzo rilevatore di onde gravitazionali che si trova in Italia, vicino a Pisa. «A quel punto la rete di rilevatori di onde gravitazionali potrà lavorare insieme ai più grandi telescopi e radiotelescopi terrestri», spiega Fulcio Ricci, fisico all'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, «e questo permetterà di migliorare la localizzazione dei segnali provenienti dall'Universo.»
