Ripensare la nostra comprensione dei buchi neri e delle stelle di neutroni

Scienziati di diversi paesi, tra cui alcuni dell’Università della British Columbia (UBC), hanno rilevato il segnale di un evento stellare che potrebbe fornire una migliore comprensione del divario di massa osservato tra i buchi neri e le stelle ai neutroni.

Questo tipo di osservazione aiuta gli scienziati a sondare gli eventi cosmici che hanno contribuito all’evoluzione dell’Universo.

La particolarità di questa rilevazione è che è la prima misurazione molto affidabile che abbiamo di un oggetto, probabilmente un buco nero, situato proprio nel mezzo del gap di massa.

Gli scienziati hanno scoperto un’onda gravitazionale molto probabilmente proveniente dalla fusione tra una stella di neutroni e un buco nero, come spiegato Jess McIverassistente professore di fisica e astronomia presso l’Università della British Columbia e vice portavoce del Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO).

La fusione dei due oggetti è stata rilevata da parte di una rete internazionale di rilevatori di onde gravitazionali, composta da LIGOdall’interferometro delle onde gravitazionali Vergine e il rilevatore di onde gravitazionali Kamioka (KAGRA).

nere nella nostra galassia, sono divise in duecampi separati. C’è uno spazio tra la stella di neutroni più pesante e il buconero più leggero”,”text”:”Se guardiamo le masse stimate delle stelle di neutroni e dei buchi neri nella nostra galassia, essi rientrano in due campi distinti. C’è uno spazio vuoto tra la stella di neutroni più pesante e il buco più leggero”}}”>Se guardiamo le masse stimate delle stelle di neutroni e dei buchi neri nella nostra galassia, queste rientrano in due campi distinti. C’è un divario tra la stella di neutroni più pesante e il buco nero più leggerospiega.

Tuttavia, la comunità scientifica ha iniziato a notare indicazioni che gli oggetti stellari risiedono all’interno di questo gap di massa.

Cos’è un’onda gravitazionale?

Le onde gravitazionali sono minuscole increspature nel tessuto dello spazio-tempo.

nero, questo deformerà il tessuto. Se questo oggetto fa parte di un sistema binario, quindi in orbita con un altro oggetto, come un altro buco nero o una stella di neutroni, questo creerà delle increspature che si propagheranno attraverso il tessuto”,”testo”:” Pensiamo allo spazio-tempo come un tessuto. Se mettiamo una massa lì, diciamo un buco, deformerà il tessuto. Se questo oggetto fa parte di un sistema binario, quindi in orbita con un altro oggetto, come un altro buco nero o una stella di neutroni, questo creerà delle increspature che si propagheranno attraverso il tessuto”}}”>Pensiamo allo spazio-tempo come ad un tessuto. Se mettiamo una massa lì, diciamo un buco nero, distorceremo il tessuto. Se questo oggetto fa parte di un sistema binario, quindi in orbita con un altro oggetto, come un altro buco nero o una stella di neutroni, questo creerà delle increspature che si propagheranno attraverso il tessutospiegare Jess McIver.

Le onde gravitazionali viaggiano alla velocità della luce [299 297 456,2 kilomètres par seconde].

Come vengono rilevati?

La rilevazione delle onde gravitazionali risale solo al 2015, e la principale tecnologia utilizzata è l’interferometria laser.

LIGO divide un raggio laser e lo invia attraverso duecondotti di 4km di lunghezza. Ogni condotto è dotato di timer, che consentono agli scienziati di monitorare quanto tempo impiega il laser per viaggiare da un’estremità all’altra”,”text”:”I rilevatori LIGO dividono un raggio laser e lo inviano attraverso due condotti lunghi 4 km. Ogni condotto è dotato di timer che consentono agli scienziati di monitorare il tempo impiegato dal laser per viaggiare da un’estremità all’altra”}}”>I rilevatori di LIGO dividere un raggio laser e inviarlo attraverso due tubi lunghi 4 km. Ogni condotto è dotato di timer che consentono agli scienziati di monitorare il tempo impiegato dal laser per viaggiare da un’estremità all’altrapreciso Jess McIver.

Quando un’onda gravitazionale attraversa l’Universo, allunga e comprime lo spazio-tempo molto rapidamente. Quindi, sulla Terra, uno dei condotti sarà allungato e l’altro sarà compresso.

Questi movimenti modificano la distanza percorsa dai laser. Questo è ciò che ci permette di rilevare il passaggio di un’onda gravitazionale.

Queste onde provocano movimenti su scala più piccola di quella del protone, la particella che costituisce gli atomi, aggiunge Daryl Haggardprofessore associato di fisica alla McGill University e al Trottier Space Institute.

L’ingegno umano che fa funzionare questi strumenti è a dir poco spettacolare.

Differenziare meglio tra buchi neri e stelle di neutroni

Questa scoperta, spiegata in inglese nel bollettino scientifico dell’UBC (Nuova finestra)Est davvero emozionante Per Daryl Haggard. Offre un approccio osservativo buchi neri e stelle di neutroni”,”text”:”cercare di rispondere ad alcune delle domande che sono alla base delle incertezze fondamentali che abbiamo riguardo ai buchi neri e alle stelle di neutroni”}}”>per cercare di rispondere ad alcune delle domande che sono alla base delle incertezze fondamentali che abbiamo riguardo ai buchi neri e alle stelle di neutroni.

Tuttavia, uno dei principali limiti riscontrati è che non esiste sistemi, forse cinque, con questa nuova scoperta, per i quali non è certo se si tratti di stelle di neutroni o di buchiblack”,”text”:”non ci sono molti sistemi binari con stelle di neutroni, soprattutto nel gap di massa. Rimangono solo quattro sistemi, forse cinque, con questa nuova scoperta, per i quali non è sicuro se si tratti di stelle di neutroni o buchi neri”}}”>non sono molti i sistemi binari con stelle di neutroni, soprattutto nel gap di massa. Sono solo quattro i sistemi, forse cinque, con questa nuova scoperta, di cui non si sa con certezza se si tratti di stelle di neutroni o buchi neri.

Da un punto di vista teorico abbiamo ottime ragioni per credere che esistano dei limiti alla massa massima che una stella di neutroni può avere tuttavia, ricorda Jess McIver. Se questo limite viene superato, la stella collasserà su se stessa.

Insieme per risolvere i misteri

Per il resto, Jess McIver vorrebbe studiare le onde gravitazionali di diverse frequenze.

Secondo lei, i rilevatori terrestri sono configurati per rilevare le frequenze più alte dello spettro, quindi alcuni eventi stellari. Se gli scienziati avessero dei rilevatori nello spazio, potrebbero osservare frequenze ed eventi diversi.

Questo è proprio l’obiettivo dell’Antenna Spaziale Interferometro Laser (LISA) dell’ NASA e ilESAil cui lancio è previsto per il 2035. Lo scienziato spera che il Canada partecipi al progetto.

Mentre passiamo tanto tempo a parlare di divisioni, è davvero bello ricordare che migliaia di astronomi in tutto il mondo lavorano insieme ad ogni nuova scoperta conclude Daryl Haggard.