Il Catalogo delle Onde Gravitazionali - IW6ON - C.I.S.A.R. - Associazione Italiana Radioamatori Giulianova

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Il Catalogo delle Onde Gravitazionali

Radioastronomia
 
Buchi neri binari, quattro nuove scoperte. Dieci di questi 11 shock cosmici sono stati generati da coppie di buchi neri che, avvicinandosi sempre più e ruotando sempre più velocemente uno attorno all'altro, si sono uniti a formarne uno molto più massiccio. Liberando all'improvviso una enorme quantità di energia. In occasione del workshop, sono state presentate quattro nuove rilevazioni mai divulgate prima d'ora (GW170729, GW170809, GW170818, e GW170823, in riferimento alla data di osservazione). Sono tutte onde gravitazionali generate da coppie di buchi neri, e che si vanno ad aggiungere alle altre sei già archiviate. In particolare, quella registrata il 29 luglio 2017 (GW170729) è stata la sorgente più massiccia e distante mai osservata. Avvenuta cinque miliardi di anni fa (quindi situata a cinque miliardi di anni luce da noi), ha disperso attraverso l'onda gravitazionale una quantità di energia pari a quasi cinque masse solari.


APPUNTI DI RADIOASTRONOMIA
a cura di Giovanni Lorusso IK0ELN
IARA Group, SAIt, SdR Radioastronomia UAI



 
Un altro dei nuovi eventi (GW170814) è stato posizionato in maniera molto precisa nel cielo (39 gradi quadrati) grazie ai dati raccolti dai tre interferometri (i due di Ligo negli Usa e Virgo in Italia). Dopo la fusione di due stelle di neutroni, è la sorgente di onde gravitazionali del quale conosciamo meglio la posizione. Dopo l'accensione di Virgo (l'interferometro in Italia al quale lavorano 300 scienziati da tutto il mondo, tra cui 11 gruppi dell'Istituto nazionale di Fisica nucleare) la precisione nell'individuare dov'è la sorgente delle onde è aumentata tantissimo. Una nuova astronomia: Tre giorni dopo, era il 17 agosto 2017, gli interferometri hanno inviato un nuovo "alert", un segnale per indicare una nuova onda gravitazionale. Grazie all'italiana Marica Branchesi, astronoma del Gssi (il Gran Sasso Science Institute dell'Aquila), 96 telescopi di tutto il mondo hanno puntato la zona di cielo dalla quale sembrava provenire e hanno osservato per la prima volta l'evento anche nello spettro elettromagnetico. Ma non si trattava di due buchi neri, bensì della fusione di due stelle di neutroni. I buchi neri, infatti, sono invisibili. Possiamo osservare solo gli effetti della loro immensa forza di attrazione, i gas del loro disco di accrescimento, lampi gamma o, appunto, registrando le onde gravitazionali che scaturiscono quando due di loro si fondono. Quelle due stelle di neutroni che si sono scontrate invece hanno prodotto un'onda gravitazionale ma anche luce visibile e nei raggi X. Il 17 agosto 2017 è nata "l'astronomia multimessaggero", che studia i segnali che ci arrivano dal cosmo attraverso fenomeni di natura diversa.
 


IL CATALOGO DELLE ONDE GRAVITAZIONALI
 
Oggi sappiamo che l'onda gravitazionale è una perturbazione dello Spazio-Tempo che si propaga con carattere ondulatorio; ed a tal proposito esistono i rivelatori di Onde Gravitazionali attraverso i quali è stato possibile interpretare i dati sperimentali in modo chiaro e univoco. L'evento più significativo è stato annunciato l'11 febbraio 2016 dalla collaborazione dei rilevatori LIGO e VIRGO che nel settembre 2015 hanno misurato onde gravitazionali causate dalla collisione di due Buchi Neri. Ma, ancor prima di addentrarci nella descrizione di questi rilevatori di Onde Gravitazionali, trattiamo il significato di Buco Nero Gravitazionale. Il buco nero è una regione dello Spazio-Tempo dalle caratteristiche estreme, che non possono essere spiegate con la fisica classica. La sua gravità è talmente elevata che comprime la materia fino a una densità praticamente infinita e nulla, neanche la luce, può sfuggirgli e allontanarsi: secondo le teorie classiche, in particolare la Teoria della Relatività formulata da Einstein [Fig.1] nessun tipo di radiazione può uscire da un buco nero! Adesso vediamo cosa sono LIGO e VIRGO.

 

Dunque LIGO, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (osservatorio interferometro laser delle onde gravitazionali) [Fig2] è un osservatorio ideato per il rilevamento delle onde gravitazionali fondato nel 1984 da un progetto congiunto tra scienziati del California Institute of Tecnology (Caltech) e del Massachusset Institute of Tecnology (MIT), ideato da due scienziati: Kip Thome e Rainer Weiss; visita il sito https://www.ligo.caltech.edu/ Mentre VIRGO, European Gravitational Observatory (Osservatorio Gravitazionale Europeo – EGO) [Fig.3] è un grande interferometro costruito da una collaborazione internazionale per rilevare onde gravitazionali provenienti dall'Universo [Fig.4] Virgo è un interferometro di Michelson con bracci lunghi 3 Chilometri ed è situato nel comune di Cascina (Pistoia), in località Santo Stefano a Macerata; visita il sito http://www.virgo-gw.eu/ E, grazie a questi sofisticati strumenti di ricerca, sale a 11 il conto degli eventi confermati. Notizia arrivata dagli scienziati della collaborazione LIGO-VIRGO, i quali in dicembre hanno pubblicato i risultati delle analisi approfondite condotte sulle prime due campagne osservative. Nasce così un vero e proprio catalogo di eventi che sancisce il passaggio dall’eccezionalità alla  routine;  visita  https://www.ligo.org/science/Publication-O2Catalog/translations/science-summary-italian.pdf Per cui, d’ora in avanti, questi fenomeni lasceranno più spazio alla statistica, ai dettagli, all’affinamento tecnologico e teorico, anziché allo stupore, a meno che non si presentino scenari che ancora mancano all’appello, quali la fusione fra un buco nero e una stella di neutroni; insomma: la nascita di un primo “Catalogo degli eventi di onde gravitazionali”. Dai recenti dati raccolti dai ricercatori di LIGO e VIRGO sono emersi quattro nuovi eventi GW 170729, GW 170809, GW 170818 e GW 170823, tutti generati dalla fusione di buchi neri binari; di cui due meritano una menzione particolare: uno è GW 170729 perchè si tratta della sorgente di onde gravitazionali più massiccia e distante mai osservata fino ad ora, dovuta alla coalescenza, avvenuta circa 5 miliardi di anni fa, dove un’energia equivalente a quasi cinque masse solari è stata convertita in radiazione gravitazionale. 
L’altro è GW 170818, l’unico fra i quattro nuovi eventi a essere stato osservato anche da VIRGO, in quanto, durante i primi due eventi, il rivelatore non era ancora in acquisizione dati. Ma che cosa sono queste increspature che si formano nell’Universo? Ebbene, così come un'onda elettromagnetica permette di risalire alle vibrazioni del campo elettromagnetico che l'hanno prodotta, le onde gravitazionali permettono di osservare la distorsione dello Spazio-Tempo, stiracchiato e corrugato dalle perturbazioni della forza di gravità che si propagano per l'Universo [Fig.5] Alla fine dell’articolo, volendo fare delle considerazioni, emerge che l’Universo è vivo, si muove, si stiracchia, si increspa, si dilata, si espande. Muoiono le stelle, nascono le stelle, si formano nuove galassie, nuovi sistemi solari, nuovi pianeti e nuove generazioni sul pianeta Terra, che continueranno ad osservare altri fenomeni fino a quando il nostro pianeta esisterà.
Dott. Giovanni Lorusso (IK0ELN)
"È gratificante vedere le nuove possibilità che abbiamo ora con l'aggiunta di Virgo al network - commenta Jo van den Brand del Nikhef (l'Istituto nazionale olandese per la fisica subatomica - la precisione di puntamento è migliorata molto e permetterà agli astronomi di trovare ogni altro messaggero cosmico emesso da sorgenti di onde gravitazionali". "In appena un anno di lavoro insieme, Ligo e Virgo hanno portato a grandi progressi nella scienza delle onde gravitazionali - spiega Denise Caldwell, diretore della divisione di Fisica della National science foundation - e la velocità di questi risultati suggerisce che le scoperte più spettacolari devono ancora arrivare". A cominciare dalla prossima primavera, quando Ligo e Virgo verranno accesi di nuovo per tornare ad ascoltare l'Universo e arricchire il catalogo.
 
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