Onde gravitazionali, 'registrata' la fusione di due stelle di neutroni. Il ruolo centrale dell'Università di Perugia

Si chiama GW190425, è un segnale che arriva dallo spazio – da oltre 500 milioni di anni luce dalla Terra, secondo le stime - , ed è un'onda gravitazionale. Un'onda che porta con sé diverse domande: è stata originata dalla collisione di due stelle o da due buchi neri? E' la più pesante coppia di stelle di neutroni mai vista? Gli scienziati sono al lavoro per trovare le risposte.

Il segnale è stato individuato il 25 aprile 2019 dalla rete di rivelatori di onde gravitazionali (GW, dall'inglese gravitational wave) formata da Advanced Virgo in Italia e dai due Advanced Ligo negli Stati Uniti. Dentro c'è molto dell'Ateneo di Perugia e della sezione perugina dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn).

GW190425, spiega il sito del progetto Virgo, è “la seconda osservazione, dopo GW170817, di un segnale di onda gravitazionale consistente con la fusione di un sistema di due stelle di neutroni”. GW190425 è un segnale speciale. Perché, scrivono da Ligo, “è probabilmente la seconda osservazione di una fusione di coppie di stelle di neutroni, e ci ha dato straordinarie informazioni su questi strani oggetti”.

E l'Università di Perugia ha un ruolo da protagonista: “Il nostro Ateneo e la sede Infn di Perugia sono da sempre dentro il progetto dell'interferometro Virgo – spiega Helios Vocca, professore di Fisica sperimentale dell'Ateneo e Delegato del Rettore per il settore Ricerca, valutazione e fundraising - . I nostri ricercatori si occupano di installare gli specchi nelle torri di Virgo, che di fatto sono gli occhi dell'interferometro, coordinando diversi gruppi internazionali per tutto il task delle sospensioni di cui io sono il responsabile. Inoltre, personalmente, sono nel management dell'esperimento Advanced Virgo+, l'upgrade dello strumento”. E non è finita qui. Ancora Vocca: “Perugia, sul fronte delle onde gravitazionali, ha un ruolo strategico”. Il professore di Fisica, oltre che nel management di Virgo, è anche in quello di Kagra, il rilevatore di onde gravitazionali giapponese”. E a Perugia, spiega, “c'è anche Michele Punturo (dirigente di ricerca dell’INFN), responsabile scientifico del progetto di terza generazione, l'Einstein Telescope, che sarà costruito nei prossimi anni”.

La sorgente di GW190425, viene spiegato ancora, “è stimata distare 500 milioni di anni luce dalla Terra. E' localizzata in un'area del cielo circa 300 volte più ampia che nel caso del sistema binario di stelle di neutroni osservato da Ligo e Virgo nel 2017, la famosa onda GW170817 che ha segnato la nascita della astrofisica multimessaggera”.

Ma ci sono delle differenze: “Diversamente da GW170817 – spiega il sito di Virgo - , nessuna controparte, cioè nessun segnale elettromagnetico, né neutrini, né particelle cariche, è stata trovata ad oggi”. E allora da dove viene? La spiegazione per l'origine di GW190425 non è univoca. “Più probabilmente si è trattato di una fusione di un sistema binario di stelle di neutroni. Altrimenti potrebbe essersi trattato di una fusione di un sistema binario formato almeno da uno o anche due buchi neri, anche se buchi neri leggeri come quelli necessari per essere consistenti con GW190425 non sono mai stati osservati. Tuttavia – spiega ancora il sito - , sulla base dei soli dati di onda gravitazionale non è possibile escludere questi scenari esotici. Si è stimato che la massa totale del sistema binario compatto sia pari a 3.4 volte la massa del Sole. Nell'ipotesi che GW190425 sia originato dalla fusione di un sistema binario stelle di neutroni, quest'ultimo dovrebbe essere stato parecchio diverso da tutti i sistemi binari di stelle di neutroni noti nella nostra galassia, per i quali la massa totale varia tra 2.5 e 2.9 volte la massa del Sole. Ciò sta a indicare che il sistema di stelle di neutroni all'origine di GW190425 si sarebbe formato in modo diverso rispetto a quelli noti nella nostra galassia”. Una scoperta che apre nuovi fronti e parla un po' anche perugino. E gli scienziati non si fermano. Per dirla con le parole del professor Vocca: “Ora continuiamo le rilevazioni con gli altri strumenti e continuiamo a sperare di vedere altre coppie di stelle di neutroni che collidono, per aumentare la statistica, oltre a sperare di vedere anche altri tipi di sorgenti, anche le più esotiche. Per le coppie di buchi neri, invece, abbiamo già visto e documentato più di venti eventi”.