Il movimento di buchi neri e altri oggetti massicci nello spazio può creare increspature nel tessuto dell’Universo: le onde gravitazionali. Ora, dopo 15 anni di raccolta dati con diversi radiotelescopi sparsi per tutta la Terra, potremmo aver finalmente trovato la prova di un fondo di onde gravitazionali a bassa frequenza, che permea l’intero cosmo. Si pensa che esse siano generate da eventi in cui viene sprigionata moltissima energia, come la fusione di buchi neri supermassicci nel corso di eoni cosmici.
L’uso del condizionale è d’obbligo, in quanto la scoperta è stata solamente pre-annunciata la sera del 28 giugno dalla collaborazione internazionale North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav). Sarà presentata e discussa ufficialmente in una conferenza stampa la sera del 29 giugno, alle 19:00 italiane, trasmessa in diretta qui.
Seguiremo in diretta questo evento sul canale Telegram di Astrospace.
NANOGrav e gli studi di onde gravitazionali a bassa frequenza
L’annuncio relativo alle onde gravitazionali atteso per oggi, sarà effettuato da NANOGrav, un gruppo che si dedica all’esplorazione delle onde gravitazionali a bassa frequenza, ovvero a lunga lunghezza d’onda. Si tratta di perturbazioni nello spaziotempo che si propagano attraverso l’Universo, ma con una frequenza relativamente bassa. Esse sarebbero generate da eventi cosmici altamente energetici, come la fusione di buchi neri supermassicci o le collisioni di galassie.
A differenza delle onde gravitazionali ad alta frequenza, che sono state rilevate tramite strumenti come LIGO e Virgo, le onde gravitazionali a bassa frequenza (nell’intervallo dei nanoHertz) hanno una frequenza così ridotta che attualmente non esistono strumenti in grado di rilevarle direttamente. Per un confronto, gli scienziati hanno fatto questo esempio: rilevare il fondo di onde gravitazionali è analogo a sentire il ronzio di un folto gruppo di persone che parlano a una festa, senza distinguere alcuna voce particolare.
Tuttavia, gli scienziati non hanno mai smesso di sviluppare nuove tecnologie per tentare di trovarle, rilevarle e mapparle. Infatti, la loro scoperta potrebbe fornire ulteriori informazioni sull’Universo e sulla sua evoluzione, nonché confermare e ampliare le nostre conoscenze sulla teoria della relatività generale di Einstein.
Perché sono serviti 15 anni?
Per poter caratterizzare questo tipo di onde gravitazionali, NANOGrav utilizza la temporizzazione delle pulsar radio (pulsar timing array). Le pulsar sono stelle di neutroni altamente magnetizzate, che emettono segnali radio regolari e altamente precisi. Quando le onde gravitazionali attraversano lo spazio tra la Terra e le pulsar, influenzano il tempo di arrivo dei segnali radio emessi da queste stelle. Monitorando con precisione il tempo di arrivo di tali segnali da diverse pulsar nel cielo, è possibile rilevare le onde gravitazionali a bassa frequenza.
La collaborazione NANOGrav utilizza un’ampia rete di radiotelescopi per monitorare costantemente un insieme selezionato di pulsar distribuite in tutto il cielo. Tra essi, l’Osservatorio di Arecibo a Porto Rico (non più attivo), il Green Bank Telescope nel West Virginia e il Very Large Array nel New Mexico. Poi, i ricercatori analizzano i dati raccolti da questi radiotelescopi per cercare eventuali variazioni nei tempi di arrivo dei segnali delle pulsar. Qualsiasi deviazione periodica o coerente nelle osservazioni potrebbe essere indicativa della presenza di onde gravitazionali a bassa frequenza.
Questa tecnica richiede un lungo periodo di osservazione continuativa per rilevare con precisione le deboli variazioni nel tempo di arrivo dei segnali delle pulsar. Ecco perché sono serviti 15 anni di osservazioni e raccolta dati ad altissima precisione, che hanno coinvolto più di 190 scienziati provenienti da Stati Uniti e Canada, per monitorare 68 pulsar nel cielo. Le pulsar hanno agito come una rete di boe, che galleggiano su un lento mare di onde gravitazionali.
I risultati di NANOGrav saranno pubblicati in una serie di articoli pubblicati su Astrophysical Journal Letters. Qui il documento che descrive le prove per le onde gravitazionali a bassa frequenza.
Appuntamento alle 19:00 del 29 giugno, per saperne un po’ di più su questa nuova ricerca relativa alle onde gravitazionali.
