Le onde gravitazionali emettono un brusio: ecco di cosa si tratta

L’analisi delle onde gravitazionali riguarda i dati sui tempi di arrivo degli impulsi di 65 pulsar, ciò che resta di stelle di grande massa esplose come supernove. Una pulsar, nome che stava originariamente per sorgente radio pulsante, è una stella di neutroni. 

Cosa sono le onde gravitazionali?

Le onde gravitazionali sono delle increspature nello spazio-tempo create da un buco nero. Le galassie ospitano buchi neri supermassicci, che pesano da milioni a miliardi di volte di più del nostro Sole. 

Quando le galassie si scontrano, anche coppie di buchi neri supermassicci al loro centro si trovano in rotta di collisione, anche se ci potrebbero volere milioni di anni prima che si tocchino. Quando la distanza fra loro è piccola, lo scontro avviene e si formano le onde gravitazionali.

Queste sono state osservate per la prima volta nel 2015, e sono state rilevate da buchi neri molto più piccoli, che pesano come decine di volte il nostro Sole. Le onde gravitazionali dei buchi neri supermassicci sono ancora un mistero per gli scienziati. La loro scoperta sarebbe preziosa per capire come le galassie e le stelle si formano ed evolvono. Questa scoperta permetterebbe di capire anche l’origine della materia oscura.

Studio delle onde gravitazionali

Un recente studio condotto dal Dr. Boris Goncharov e dal Prof Ryan Shannon, entrambi ricercatori dell’ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, ha cercato di risolvere l’enigma sulle misteriose onde gravitazionali da buchi neri supermassicci.

L’esperimento ha messo in evidenza che i nuclei collassati densi di stelle supergiganti massicce (chiamate stelle neutroni) emettono onde radio, come un fascio di faro. La tempistica di questi impulsi è estremamente precisa! 

I ricercatori hanno scoperto che i tempi di arrivo di queste onde radio mostrano deviazioni con proprietà simili a quelle che ci si aspetta dalle onde gravitazionali. Questa accurata indagine sperimentale rafforza le indicazioni teoriche che suggerirebbero la presenza di un vero e proprio brusio cosmico, prodotto da onde gravitazionali di frequenze ultra basse emesse da una moltitudine di coppie di buchi neri super-massicci. 

Le pulsar studiate dal team sono dette al millisecondo perché ruotano attorno al proprio asse centinaia di volte al secondo, emettendo stretti fasci di onde radio che appaiono come impulsi a causa del loro moto di rotazione. Tuttavia, sono necessari ulteriori dati per concludere se i tempi di arrivo delle onde radio sono correlati in tutte le pulsar attraverso il cielo.

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Importanza della scoperta

Questa scoperta è considerata un precursore per la rilevazione di onde gravitazionali da buchi neri supermassicci. Tuttavia, il Dr. Goncharov e i colleghi hanno sottolineato che le variazioni osservate nei tempi di arrivo delle onde radio potrebbero anche essere dovute al rumore intrinseco.  Il Dr. Goncharov ha dichiarato che: 

“Per scoprire se la deriva comune osservata ha un’origine di onde gravitazionali, o se il segnale dell’onda gravitazionale è più profondo nel rumore, dobbiamo continuare a lavorare con nuovi dati da un numero crescente di array di temporizzazione delle pulsar in tutto il mondo”.

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Risultati simili sono stati ottenuti anche da collaborazioni con sede in Nord America e in Europa. Queste collaborazioni, insieme a gruppi indiani, cinesi e Sud Africani, stanno attivamente combinando set di dati sotto l’International Pulsar Timing Array, per migliorare la copertura del cielo.