Kataweb.it - Blog - tranxontologiax » Blog Archive » Assisteremo alla fusione di due buchi neri in diretta? – Le Scienze | giacinthomplexPanoramic Survey Telescope e Rapid Response System) Medium-Deep Survey, un programma di scansione del cielo condotto con il telescopio Pan-STARRS1 che si trova sul monte Haleakala, nelle Hawaii. Durante la ricerca di modelli periodici della luce, un quasar dall’ingombrante nome PSO J334.2028 + 01.4075 si è rivelato quello con il segnale ricorrente più chiaro. Il/i buchi neri dovrebbero avere una massa complessiva stimabile fra 3 e 30 miliardi di volte quella del Sole. “In questo probabile buco nero binario supermassiccio la separazione delle due masse è così ridotta da poter dire che è in atto il processo di fusione”, dice Suvi Gezari, capo del gruppo di ricerca di Liu e coautore di un articolo sulla scoperta accettato per la pubblicazione da “The Astrophysical Journal Letters”.
Simulazione della dinamica del processo di fusione di due buchi neri (Cortesia Stuart Shapiro, University of Illinois at Urbana-Champaign)
In realtà, per i buchi neri l’imminente impatto avverrà anche prima dei 21 anni indicati. Nel loro sistema di riferimento avverrà infatti entro soli sette anni, ma causa di un fenomeno chiamato dilatazione cosmologica del tempo, legato all’espansione dell’universo, dal nostro punto di osservazione sulla Terra l’incidente sembrerà avvenire tra 21 anni. “E’ stata una scoperta fortuita”, dice Stuart Shapiro, astrofisico teorico all’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign, non coinvolto nella ricerca. “Non conosciamo alcun altro candidato che sia così vicino [alla fusione]”. Ma, aggiunge, “intendiamoci: anche se non li vediamo, probabilmente in giro ce ne sono molti di più”.
Con il proseguimento di Pan-STARRS1 e di altre indagini in grado di monitorare nel tempo questi sistemi alla ricerca di variazioni periodiche, gli astronomi si aspettano di trovare altri buchi neri binari. Shapiro usa simulazioni al computer per prevedere che cosa accade quando si fondono buchi neri giganti. La possibilità di osservare un evento reale offrirebbe a lui e agli altri astrofisici teorici una preziosa opportunità per controllare i loro calcoli.
“Quando due buchi neri si avvicinano sufficientemente, pensiamo che di colpo si precipitino uno sull’altro e si fondano”, dice Shapiro. “Questo ‘tuffo’ e questa fusione daranno luogo a una raffica di onde gravitazionali, con uno scoppio iniziale che poi diminuirà progressivamente via via che il suono residuo si affievolirà, come una campana.” Queste vibrazioni simili a quelle di una campana dovrebbero generare spirali di onde gravitazionali, increspature che stirano e rilassano la trama dello spaziotempo.
Queste increspature potrebbero essere rilevabili con i cosiddettipulsar timing arrays, che per individuare alterazioni nelle onde gravitazionali sfruttano come orologi naturali le stelle in rapida rotazione note come pulsar. Le pulsar ruotano in modo estremamente regolare, proiettando fasci di luce proprio come i fari. Se un’onda gravitazionale attraversa lo spazio, la loro luce potrebbe arrivare fuori orario. Confrontando i tempi di molte pulsar in tutto il cosmo, gli astronomi potrebbero identificare l’origine temporale e spaziale di un’onda gravitazionale. “In questo momento non abbiamo la sensibilità necessaria a rilevare questo sistema [PSO J334.2028 + 01.4075], ma attraverso varie indagini stiamo trovando sempre più candidati, per cui questo sistema è potenzialmente solo la punta di un iceberg”, dice Xavier Siemens dell’Università del Wisconsin a Milwaukee, che dirige il progetto North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) per la rilevazione dei tempi delle pulsar. “E’ qualcosa che potremo individuare con i radiotelescopi di nuova generazione”, aggiunge. “Come il Kilometer Square Array” che dovrebbe partire intorno al 2025 in Sud Africa e Australia.
Se J334.2028 PSO + 01.4075 sia effettivamente un buco nero binario è però ancora una questione aperta. George Djorgovski, un astronomo del Caltech che recentemente ha trovato un altro quasar candidato a contenere un doppio buco nero, non è convinto. “La loro analisi e le loro conclusioni mi lasciano scettico”, dice. Infatti, Pan-STARRS1 ha osservato quel sistema solo poche volte, quindi l’apparente variazione nella luce potrebbe rivelarsi un evento casuale. Inoltre, la probabilità di trovare un evento raro esaminando un campione di dimensioni relativamente piccole (316 quasar) è bassa. “Le probabilità di incappare in una coppia di buchi neri con una separazione così piccola da portare alla loro fusione nel giro di alcuni anni, è probabilmente inferiore a una su un milione”, aggiunge. “Liu e colleghi dovrebbero essere davvero molto fortun
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