"Gli eventi più violenti dell'universo": scoperta la più grande fusione di due enormi buchi neri

Gli scienziati hanno scoperto la più grande fusione mai avvenuta di due enormi buchi neri. Le increspature spazio-temporali causate dalla collisione, rilevate da un rivelatore di onde gravitazionali, ci stanno costringendo a riconsiderare il modo in cui si formano gli oggetti.

Come riportato dal Guardian, gli scienziati hanno rilevato increspature nello spazio-tempo dovute a una violenta collisione tra due enormi buchi neri che si sono avvitati l'uno nell'altro ben oltre la Via Lattea.

I buchi neri, ciascuno con una massa pari a oltre 100 volte quella del Sole, hanno iniziato a orbitare l'uno attorno all'altro molto tempo fa e alla fine si sono scontrati, formando un buco nero ancora più massiccio, a circa 10 miliardi di anni luce dalla Terra.

L'evento è la fusione di buchi neri più massiccia mai rilevata dai rivelatori di onde gravitazionali e ha costretto i fisici a riconsiderare i loro modelli di formazione di oggetti di grandi dimensioni. Il segnale è stato captato quando ha colpito rivelatori sulla Terra sufficientemente sensibili da rilevare increspature dello spaziotempo migliaia di volte più piccole della larghezza di un protone.

"Questi sono gli eventi più violenti che possiamo osservare nell'Universo, ma quando i segnali raggiungono la Terra sono gli eventi più deboli che possiamo misurare", ha affermato il professor Mark Hannam, direttore dell'Istituto di Studi Gravitazionali dell'Università di Cardiff. "Quando queste onde raggiungono la Terra, sono minuscole".

Le prove della collisione del buco nero sono emerse poco prima delle 14:00 (ora del Regno Unito) del 23 novembre 2023, quando due rilevatori statunitensi a Washington e in Louisiana, gestiti dal Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (Ligo), hanno iniziato a vibrare simultaneamente, riporta The Guardian.

Uno spasmo improvviso nello spazio-tempo ha causato l'allungamento e la contrazione dei rilevatori per un decimo di secondo, un attimo fugace che ha catturato la cosiddetta fase di blackout del segnale, quando i buchi neri in fusione hanno formato una nova che ha emesso un "ping" prima di stabilizzarsi.

L'analisi del segnale ha mostrato che i buchi neri in collisione hanno una massa pari a 103 e 137 volte quella del Sole e ruotano circa 400.000 volte più velocemente della Terra, un valore prossimo al limite teorico per questi oggetti.

"Queste sono le masse di buchi neri più grandi che abbiamo misurato con sicurezza usando le onde gravitazionali", ha detto Hannam, membro della collaborazione Ligo. "E sono strane perché rientrano in un intervallo di masse in cui, a causa di tutte le stranezze che stanno accadendo, non ci aspettiamo che si formino buchi neri."

La maggior parte dei buchi neri si forma quando stelle di grandi dimensioni esauriscono il combustibile nucleare e collassano al termine della loro vita, spiega il Guardian. Questi oggetti incredibilmente densi distorcono lo spaziotempo a tal punto da creare un orizzonte degli eventi, un confine oltre il quale nemmeno la luce può penetrare.

I fisici di Ligo sospettano che i buchi neri che si sono fusi siano a loro volta il prodotto di fusioni precedenti. Questo spiegherebbe come sono diventati così massicci e perché ruotano così velocemente, dato che i buchi neri che si fondono tendono a far ruotare l'oggetto che creano. "Abbiamo già visto indizi di questo in precedenza, ma questo è l'esempio più estremo in cui probabilmente è ciò che sta accadendo", ha detto Hannam.

Gli scienziati hanno rilevato circa 300 fusioni di buchi neri grazie alle onde gravitazionali che generano. Finora, la più grande fusione nota ha prodotto un buco nero con una massa circa 140 volte quella del Sole. L'ultima fusione ha prodotto un buco nero con una massa 265 volte quella del Sole.

Prima che i primi rivelatori di onde gravitazionali venissero costruiti negli anni '90, gli scienziati potevano osservare l'universo solo utilizzando radiazioni elettromagnetiche come luce visibile, infrarossi e onde radio, riporta il Guardian. Gli osservatori di onde gravitazionali offrono una nuova prospettiva sul cosmo, consentendo ai ricercatori di vedere eventi che altrimenti rimarrebbero loro nascosti.

"Quello che di solito accade nella scienza è che quando si guarda l'universo da una prospettiva diversa, si scopre qualcosa di inaspettato e l'intera immagine cambia", afferma Hannam. "I rivelatori che abbiamo progettato per i prossimi 10-15 anni saranno in grado di osservare tutte le fusioni di buchi neri nell'universo, e forse anche qualche sorpresa inaspettata."