Osservato un misterioso oggetto cosmico mangiato da un buco nero, l’astrofisico: “Ci sentiamo come archeologi”

• di Davide Patitucci
• 24 Giugno 2020

Gli scienziati che danno la caccia alle onde gravitazionali, sussurri del cosmo previsti da Albert Einstein nella teoria della Relatività Generale e ascoltati per la prima volta nel settembre 2015, si sentono come archeologi che hanno appena iniziato uno scavo e hanno capito che, sepolta, è nascosta una città perduta nel tempo. È come se avessero iniziato a sbirciare dietro nuove finestre aperte sull’universo profondo. L’ultima sorpresa è rappresentata da un segnale emesso 800 milioni di anni fa e giunto sulla Terra, come un messaggio in bottiglia cosmico, il 14 agosto 2019. Racconta di una collisione tra un buco nero e un misterioso oggetto astronomico, di massa insolita. Sconosciuto finora agli scienziati, che hanno esaminato i dati per un anno senza riuscire a svelarne l’identità, e a dargli un nome.

Lo strano oggetto è descritto nello studio pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal Letter dai ricercatori che gestiscono i grandi cacciatori di onde gravitazionali: i due esperimenti gemelli americani Advanced Ligo e il ‘collega’ europeo Advanced Virgo, ospitato dall’Osservatorio gravitazionale europeo (Ego) in Italia, a Cascina, nella campagna pisana, e nato da una collaborazione tra l’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn) e il Centro nazionale per la ricerca scientifica francese (Cnrs). “Ci sentiamo come archeologi che hanno compreso di avere sotto i piedi i resti di una città meravigliosa, da riportare alla luce: grazie ai segnali delle onde gravitazionali, è come se avessimo appena aperto un baule pieno di gemme preziose e insolite”. Descrive così a IlFattoquotidiano.it le sensazioni di queste ore il responsabile della collaborazione Virgo, Giovanni Losurdo, fisico dell’Infn.

La collisione che ha fatto vibrare il tessuto elastico dello spaziotempo generando, come un sasso gettato in uno stagno, onde spinte alla velocità della luce fino alle orecchie di Ligo e Virgo, ha formato un buco nero con una massa 25 volte quella del Sole. Tra le increspature delle onde arrivate sulla Terra è nascosta la firma di due diversi protagonisti. Il più grande è un buco nero 23 volte la massa solare, il secondo un misterioso oggetto con una massa insolita, solo 2,6 volte quella della nostra stella. Un autentico enigma, quest’ultimo, per gli scienziati di Ligo e Virgo. È, infatti, troppo leggero rispetto a un buco nero e troppo pesante rispetto a una stella di neutroni, un tipo di stella così densa che un cucchiaino della sua materia sulla Terra peserebbe un miliardo di tonnellate, quasi quanto 170 milioni di elefanti.

La Bbc lo ha definito ‘stella di neutroni nera’. “L’espressione è suggestiva ed efficace dal punto di vista divulgativo nel descrivere la natura insolita di questo oggetto. Siamo, infatti, di fronte – precisa Losurdo – a un oggetto con una massa intermedia fra quella della stella di neutroni più pesante e quella del buco nero più leggero mai osservati. Un intervallo – aggiunge – che costituisce un’area grigia, da tempo vero e proprio rompicapo per gli astrofisici”.

Dopo la collisione, lo strano oggetto cosmico viene divorato dal buco nero, lasciandoci come unico segno della propria esistenza le onde gravitazionali emesse dalla collisione stessa. Non appena i ricercatori degli osservatori Ligo e Virgo ricevono il segnale, allertano gli astronomi di tutto il mondo e molti telescopi, terrestri e spaziali, vengono puntati sulla zona di provenienza del segnale, per osservare quella porzione di cielo con altri tipi di messaggeri, primo fra tutti la luce visibile. Come avvenuto nell’agosto del 2017, quando la fusione tra due stelle di neutroni ha generato, oltre alle onde gravitazionali, anche altri segnali tradizionali come raggi X, gamma o ultravioletti, segnando l’inizio di un nuovo modo di guardare il cosmo, la cosiddetta astronomia multimessaggera.

E qui cominciano gli interrogativi per gli scienziati, perché in questo caso, invece, i telescopi non hanno visto nulla, e il nuovo oggetto astronomico è diverso da tutti gli altri catalogati finora dagli astronomi. “Se l’oggetto più piccolo è un buco nero, non ci aspettiamo emissione di luce – spiega Losurdo -. Se, invece, è una stella di neutroni, probabilmente il buco nero, nove volte più massiccio, l’ha inghiottita interamente prima che si potesse generare luce nella sua distruzione”. I buchi neri sono, infatti, mostri cosmici con una forza gravitazionale così intensa che nulla, nemmeno la luce, riesce a sfuggire al loro spaventoso abbraccio.

L’osservazione di questo misterioso oggetto astronomico è una sfida per gli scienziati e la prova che resta ancora molto da capire sulla storia dell’universo. Quanti sono nel cosmo questi oggetti, come si sono formati e cosa possono raccontarci dell’evoluzione delle stelle? “Certamente, questa scoperta suggerisce che esiste una popolazione di stelle ancora ignota – chiarisce Losurdo -. Capiremo meglio quante ce ne sono quando avremo finito di analizzare i dati in nostro possesso, e con le prossime campagne osservative”. I cacciatori delle onde gravitazionali, infatti, vogliono adesso spalancare le nuove finestre aperte sull’universo profondo. “Una risposta agli interrogativi sollevati da questa scoperta – sottolinea Losurdo – potrebbe arrivare dalla riaccensione di Ligo e Virgo che, dopo le modifiche che stiamo apportando per migliorarne la sensibilità, dovrebbero permettere, a partire dal gennaio 2022, di spingere il nostro sguardo più lontano. E, quindi – conclude il fisico – di osservare una frazione di universo ancora più grande”.

Credit: LIGO/Caltech/mIT/R. Hurt (Ipac)

Image/Animation credit: Alex Andrix