Gli scienziati hanno raddoppiato il numero noto di eventi cosmici estremi rilevati attraverso le onde gravitazionali, offrendo uno sguardo senza precedenti sulle collisioni più violente dell’universo. L’ultimo catalogo, GWTC-4, pubblicato dalla collaborazione LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), ora include 128 rilevamenti confermati di buchi neri e stelle di neutroni in collisione, quasi raddoppiando il conteggio precedente di 90. Ciò significa che ora stiamo “ascoltando” l’universo in un modo completamente nuovo.
La svolta: increspature nello spaziotempo
L’esistenza di queste increspature – distorsioni nel tessuto dello spazio e del tempo – fu prevista per la prima volta da Albert Einstein nel 1915. Ci volle un altro secolo perché la tecnologia riuscisse a mettersi al passo. Nel 2015, il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ha effettuato il primo rilevamento diretto, originato da una fusione di buchi neri a 1,3 miliardi di anni luce di distanza. Da allora, rilevatori in Italia (Virgo) e Giappone (KAGRA) si sono uniti alla caccia, rivelando un universo brulicante di questi eventi catastrofici.
Perché è importante: Le onde gravitazionali sono uniche perché trasportano informazioni sulle collisioni che la luce non può trasmettere. La luce può essere piegata, bloccata o distorta. Le onde gravitazionali attraversano quasi ogni cosa, dandoci una visione diretta dei fenomeni più estremi del cosmo.
Novità di GWTC-4
Quest’ultimo set di dati, compilato in base alle osservazioni tra maggio 2023 e gennaio 2024, è notevole per la sua diversità :
- Buchi neri più pesanti: il catalogo include i buchi neri binari più pesanti mai osservati, ciascuno circa 130 volte la massa del nostro Sole.
- Fusioni irregolari: alcune collisioni coinvolgono buchi neri di dimensioni molto diverse, suggerendo storie di formazione complesse.
- Spin estremi: Diversi buchi neri ruotano fino al 40% della velocità della luce: prova di collisioni precedenti e della possibilità di “catene di fusione” in cui i buchi neri crescono attraverso ripetute fusioni.
- Fusioni miste: Due nuovi eventi comportano collisioni tra buchi neri e stelle di neutroni.
La maggiore sensibilità dei rilevatori LVK consente agli scienziati di rilevare eventi fino a 10 miliardi di anni luce di distanza. Ciò consente test rigorosi della teoria della relatività generale di Einstein, che continua a reggere in queste condizioni estreme.
Implicazioni per l’astrofisica
“Questo set di dati ha rafforzato la nostra convinzione che i buchi neri che si sono scontrati in precedenza nella storia dell’universo avrebbero potuto più facilmente avere giri più grandi di quelli che si sono scontrati successivamente”, afferma Salvatore Vitale del MIT, membro della LVK.
I dati suggeriscono anche che i buchi neri potrebbero crescere attraverso molteplici fusioni, formando entità ancora più massicce nel tempo cosmico. Queste osservazioni stanno fornendo informazioni su come i buchi neri si formano dal collasso delle stelle, su come si evolvono e su come influenzano la struttura dell’universo.
“Ci stiamo espandendo in nuove parti di quello che chiamiamo ‘spazio dei parametri’ e in una varietà completamente nuova di buchi neri”, spiega Daniel Williams, membro della LVK, dell’Università di Glasgow. “Stiamo davvero spingendo oltre i limiti e stiamo vedendo cose più massicce, che ruotano più velocemente e sono astrofisicamente più interessanti e insolite”.
I risultati di questo catalogo saranno presto pubblicati su Astrophysical Journal Letters. Il continuo perfezionamento di questi metodi di rilevamento promette ancora più rivelazioni sugli eventi più violenti e misteriosi dell’universo.
