Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal Letters” riporta la rilevazione delle onde gravitazionali emesse da due casi di fusione di un buco nero con una stella di neutroni. Gli scienziati delle collaborazioni LIGO, Virgo e KAGRA hanno esaminato i dati raccolti dai rivelatori Advanced LIGO e Advanced Virgo per trovare prove di questo tipo di fusione in due eventi del gennaio 2020. In precedenza, c’erano stati altri candidati ma i dati lasciavano vari dubbi sulla natura degli oggetti che si erano fusi.
Sistemi binari composti da due stelle di neutroni sono conosciuti da alcuni decenni e i rivelatori di onde gravitazionali hanno ormai rilevato molte fusioni di coppie di buchi neri grazie alle fusioni scoperte negli ultimi anni dopo l’annuncio della prima rilevazione nel febbraio 2016. I rivelatori LIGO e Virgo sono stati aggiornati e il rilevatore KAGRA (Kamioka Gravitational Wave Detector) è stato attivato in Giappone il 25 febbraio 2020 per ottenere rilevazioni migliori. All’inizio del 2020 due eventi sembrano proprio riguardare il tipo di coppia “mista” che mancava ancora: una fusione tra un buco nero e una stella di neutroni.
Il 5 gennaio 2020 l’evento catalogato come GW200105 ha riguardato un buco nero con una massa circa 8,9 volte quella del Sole e una stella di neutroni con una massa circa 1,9 volte quella del Sole. La distanza dei due oggetti era di circa 900 milioni di anni luce dalla Terra. Quest’evento ha generato un segnale particolarmente forte nel rivelatore LIGO Livingston, l’unico dei due rivelatori LIGO attivo in quel momento.
Solo 10 giorni dopo quest’evento, il 15 gennaio 2020, un altro evento analogo è stato rilevato, catalogato come GW200115. Ha riguardato un buco nero con una massa circa 6 volte quella del Sole e una stella di neutroni con una massa circa 1,5 volte quella del Sole. La distanza dei due oggetti era di circa un miliardo di anni luce. In questo caso, entrambi i rivelatori LIGO erano attivi.
In entrambi i casi, la rilevazione delle onde gravitazionali ha attivato un allarme per la comunità astronomica per tentare di rilevare emissioni elettromagnetiche da quelle fusioni. La loro distanza era notevole e il tipo di evento, che probabilmente è stato un inghiottimento di una stella di neutroni da parte di un buco nero più che una fusione, non ha generato una gran luce. In questo senso, si tratta di eventi molto diversi dalla kilonova, la fusione di due stelle di neutroni al centro di una delle più grandiose collaborazioni scientifiche della storia, annunciata nell’ottobre 2017.
Nel 2019, gli eventi GW190814 e GW190426 erano stati considerati candidati a questo tipo di fusione “mista” ma i margini di errore nella stima delle masse degli oggetti coinvolti lasciavano dubbi sulla natura del meno massiccio dei due. Nei due eventi del 2020 la massa degli oggetti meno massicci non lascia dubbi.
L’analisi delle onde gravitazionali rilevate offre ulteriori possibilità di studiare situazioni estreme in cui testare modelli legati alle leggi fondamentali della fisica. Le statistiche che pian piano verranno ottenute grazie a tutte le fusioni rilevate aiuteranno a testare i modelli riguardanti l’evoluzione stellare e le interazioni che avvengono negli ammassi. Insomma, questa branca dell’astronomia continua a crescere grazie al miglioramento dei rivelatori perciò possiamo aspettarci altre novità nei prossimi anni.
