sabato 30 novembre 2019

LA PRIMA RIVELAZIONE DI UN'ONDA GRAVITAZIONALE



LA SCUOLA DEL SAPERE
Rappresentazione artistica dei due buchi neri all’origine
delle onde gravitazionali
 rivelate da Ligo.
Crediti: SXS Lensing

La prima rilevazione confermata di onde gravitazionali è avvenuta il 14 settembre del 2015, da parte dei due interferometri Ligo (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory). La sorgente, chiamata Gw150914 è stata identificata come il frutto della fusione di due buchi neri di massa intermedia.

Nei suoi primi mesi di attività, Advanced Ligo ha rilevato onde gravitazionali da tre sorgenti: in tutti e tre i casi si tratta di coppie di buchi neri che si sono fuse a formarne uno solo, sebbene per una delle tre sorgenti questa ipotesi debba ancora essere confermata. Un team guidato da ricercatori dell’Università di Birmingham ha ottenuto un risultato importante per la comprensione di questi sistemi binari, dimostrando che per tutti e tre i casi osservati da Ligo abbiamo a che fare con un singolo canale evolutivo. Lo studio è apparso sulla rivista Nature Communications.

Con il loro lavoro i ricercatori hanno dimostrato che tutti e tre gli eventi osservati da Ligo possono avere avuto lo stesso canale di formazione: un’evoluzione binaria isolata con una fase di inviluppo comune. In questo scenario abbiamo due stelle massicce inizialmente lontane tra loro, che durante la loro evoluzione si espandono, innescando vari episodi di trasferimento di massa. Una delle ultime fasi del sistema è quella in cui i due oggetti si ritrovano a condividere un inviluppo comune: il trasferimento di massa è così rapido che il sistema si trova circondato da un’unica nube di gas. Il rilascio di gas da parte del sistema fa sì che le due stelle si avvicinino sempre di più, e permette all’emissione di onde gravitazionale di diventare abbastanza efficiente. L’intero processo richiede alcuni milioni di anni per la formazione dei due buchi neri e altri miliardi di anni per arrivare alla loro fusione.

LA SCUOLA DEL SAPERE
Rappresentazione schematica dell’evoluzione
di un sistema binario di stelle
fino alla fase (in basso) di inviluppo comune.
Crediti Adrian Potter


Le simulazioni sviluppate con Compas hanno permesso ai ricercatori di comprendere meglio le proprietà delle stelle che possono formare queste coppie di buchi neri, e gli ambienti in cui questo può accadere. Ad esempio, lo studio mostra che la fusione di due buchi neri con masse significativamente differenti è una forte indicazione che le stelle progenitrici erano formate quasi interamente da idrogeno ed elio, con gli altri elementi che contribuiscono meno dello 0.1 per cento (per confronto, nel Sole questa frazione è pari a circa il 2 per cento).

Leggi su: Nature Communications l’articolo “Formation of the first threegravitational-wave observations through isolated binary evolution” di Simon Stevenson, Alejandro Vigna-Gómez, Ilya Mandel, Jim W. Barrett, Coenraad J. Neijssel, David Perkins e Selma E. de Mink

Per approfondire 




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