Una serie di articoli pubblicati o in fase di pubblicazione sulle riviste “Astronomy and Astrophysics” e “The Astrophysical Journal Letters” riporta vari aspetti della rilevazione di onde gravitazionali a bassissima frequenza. Ricercatori dello European Pulsar Timing Array (Epta), dell’Indian Pulsar Timing Array (InPta), del Parkes Pulsar Timing Array (PPTA), del Chinese Pulsar Timing Array (CPTA) e del North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NanoGrav) hanno analizzato dati raccolti nel corso di oltre 25 anni usando gruppi di pulsar per ottenere una sorta di rilevatore di onde gravitazionali a livello galattico. Ciò è stato possibile sfruttando l’estrema regolarità dei segnali emessi dalle pulsar per rilevare variazioni inferiori al milionesimo di secondo e le loro correlazioni per individuare onde gravitazionali. Questa tecnica espande l’astronomia delle onde gravitazionali aperta dai rilevatori LIGO e Virgo dall’annuncio della prima rilevazione nel febbraio 2016.
Le pulsar sono stelle di neutroni caratterizzate da emissioni di impulsi elettromagnetici con una regolarità estremamente precisa. Per questo motivo, vengono usate per compiere varie ricerche cosmologiche e una di queste riguarda le onde gravitazionali con una frequenza troppo bassa per essere rilevata da strumenti come quelli che hanno aperto una nuova branca dell’astronomia rilevando fusioni tra oggetti come buchi neri e stelle di neutroni.
Le diverse collaborazioni che hanno portato avanti questo tipo di ricerca hanno usato vari radiotelescopi tra i quali il Sardinia Radio Telescope (SRT) per condurre misurazioni estremamente precise dei segnali emessi da gruppi di pulsar tenute sotto osservazione per lunghi periodi. Ciò ha permesso di rilevare anche variazioni estremamente piccole degli intervalli tra questi segnali e di creare mappe di correlazioni tra queste variazioni per rilevare gli effetti di onde gravitazionali a frequenze estremamente basse.
I risultati ottenuti in modo indipendente dalle collaborazioni in diverse nazioni o consorzi di nazioni sono coerenti tra loro e ciò conferma la validità di quei risultati. Si tratta solo dell’inizio di una nuova fase dell’astronomia delle onde gravitazionali che porterà a nuove osservazioni coordinate nel consorzio International Pulsar Timing Array (IPTA) per usare tredici radiotelescopi per monitorare oltre cento pulsar.
Uno degli scopi della prossima fase degli studi è trovare le fonti di questo tipo di onde gravitazionali. Una possibilità è che vengano generate da coppie di buchi neri supermassicci che cominciano a orbitare l’uno attorno all’altro nel corso di una fusione galattica. Ci sono anche altre ipotesi legate ad altri eventi cosmologici nell’universo primordiale, fino al possibile periodo dell’inflazione cosmica.
Risultati di qualità superiore che potranno essere ottenuti nella prossima fase di studio coordinata nel consorzio IPTA potrebbero offrire anche nuove rivelazioni sull’universo primordiale. Per ora c’è una nuova conferma delle predizioni della teoria della relatività generale riguardanti le onde gravitazionali. Quello che per ora è una sorta di rumore di fondo nell’universo verrà analizzato e altri dati verranno raccolti perciò possiamo aspettarci molti nuovi annunci nei prossimi anni.
