La coppia di buchi neri più massiccia mai scoperta, la più asimmetrica e quella dalla velocità di rotazione eccezionalmente elevata: sono fra le sorgenti più originali di onde gravitazionali fra le 128 rilevate da maggio 2023 a gennaio 2024 dalla rete internazionale Lkv, costituita dagli osservatori Ligo negli Stati Uniti, Virgo in Italia e Kagra in Giappone. Sono descritte nel catalogo aggiornato di tutti gli eventi gravitazionali osservati finora, chiamato Gravitational-Wave Transient Catalog-4.0 (Gwtc-4), pubblicato in una serie di articoli su Astrophysical Journal Letters.
“Nell’ultimo decennio, l’astronomia delle onde gravitazionali ha fatto passi da gigante, passando dalla prima rivelazione all’osservazione di centinaia di fusioni di buchi neri”, afferma Stephen Fairhurst della Cardiff University e portavoce della collaborazione Ligo che fa capo all’Osservatorio gravitazionale europeo (Ego) al quale l’Italia partecipa con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. “Queste osservazioni – prosegue – ci consentono di comprendere meglio come si formano i buchi neri dal collasso di stelle massicce, di indagare l’evoluzione cosmologica dell’universo e di fornire conferme sempre più rigorose della teoria della relatività generale”.
Per il portavoce di Virgo Gianluca Gemme, dell’Infn, dal catalogo appena pubblicato emerge “un vero e proprio caleidoscopio di collisioni cosmiche: dai buchi neri binari più pesanti mai rilevati, come GW231123, alle coppie che ruotano a quasi metà della velocità della luce. Queste non sono più solo rare anomalie, ma forniscono la base statistica di cui abbiamo bisogno per testare la relatività generale di Einstein con una precisione senza precedenti e per fornire una nuova misurazione indipendente della velocità di espansione del nostro universo. Per Virgo e la rete LVK, questi risultati dimostrano che ora stiamo mappando la complessa evoluzione del cosmo con maggiore chiarezza che mai”.
Le strane coppie di buchi neri svelate dalle onde gravitazionali sono per i ricercatori “una sfida” e “ricordano che l’universo può ancora sorprenderci. Per comprenderlo veramente, i nostri modelli scientifici devono essere in grado di spiegare, e persino anticipare, l’intera gamma di segnali che la natura crea”, ha osservato Filippo Santoliquido, del Gran Sasso Science Institute.
I nuovi segnali permettono inoltre di fare ulteriori test della teoria della relatività generale di Einstein e potrebbero aiutare a rispondere a un’altra grande domanda della cosmologia, quella relativa alla velocità di espansione dell’universo. Analizzando tutte le rilevazioni di onde gravitazionali nell’intero catalogo appena pubblicato è stata infatti elaborata una nuova stima della costante di Hubble, che suggerisce che l’universo si sta espandendo alla velocità di 76 chilometri al secondo per megaparsec, il che significa che una galassia distante un megaparsec dalla Terra si allontanerebbe da noi a una velocità di 76 chilometri al secondo.
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