Osservata la fusione di due buchi neri che orbitano attorno ad un terzo supermassiccio
Onde gravitazionali giunte sulla Terra nel 2019, recentemente rianalizzate, svelano un terzetto di buchi neri e la fusione di due di questi innescata dal terzo buco nero supermassiccio.
Il buco nero è tra gli oggetti cosmici più interessanti ed anche tra gli argomenti per cui i lettori manifestano maggiore interesse.
Ancor più interessante è l’esistenza in natura di coppie di buchi neri che legati tra di loro dalle forze di gravità orbitano attorno al comune centro di massa. E’ ciò che in maniera simile succede ai sistemi binari stellari in cui le due stelle ruotano l’una attorno all’altra.
Ma non finisce qui. Infatti, succede anche che i due buchi neri di uno stesso sistema binario possano fondersi in un unico buco nero più massiccio. Questo fenomeno di fusione dei buchi neri è tra gli eventi più energetici che avvengono nell’Universo. L’energia sviluppata durante tali eventi è tale da produrre onde gravitazionali.
Per osservare le onde gravitazionali servono dei telescopi "speciali".
Osservare i buchi neri con le onde gravitazionali
I telescopi per l’osservazione delle onde gravitazionali hanno una concezione molto diversa da quella dei classici telescopi con cui si osserva nel visibile, o dell'infrarosso o nel radio.
Misurando le oscillazioni dei sensori di un telescopio per onde gravitazionali si risale alla direzione di provenienza delle onde gravitazionali e alle proprietà del fenomeno che le ha prodotte.
Ricordiamo che l’Italia è candidata per la sede (in Sardegna) di costruzione di un enorme telescopio per la misurazione delle onde gravitazionali e che si chiamerà Einstein Telescope (ET).
Attualmente i telescopi operativi sono Virgo (un telescopio di seconda generazione posizionato a Cascina, vicino a Pisa, nel sito dello European Gravitational Observatory), il LIGO (Laser Interferometer Gravitational Observatory, negli Stati Uniti), e KAGRA situato in Giappone, che vengono operati anche congiuntamente.
Il terzetto di buchi neri
Grazie a osservazioni congiunte Virgo-LIGO-KAGRA nel 2019 erano state osservate onde gravitazionali prodotte dalla fusione di due buchi neri, uno di 23 ed un di 2.6 masse solari.
Questa notevole differenza di massa aveva generato perplessità. Solo recentemente, un gruppo di ricerca guidato da Shu-Cheng Yang dell'Accademia Cinese delle Scienze ha rianalizzato i dati allora raccolti e aiutandosi con simulazioni ha fatto una scoperta inaspettata.
I risultati di questa scoperta sono stati pubblicati lo scorso mese di Luglio sulla rivista The Astrophysical Journal Letter
La reanalisi dei dati ha mostrato che l’evento di fusione è stato determinato dalla presenza di un terzo buco nero che sebbene di 100 mila masse solari, quindi un buco nero super massiccio, era sfuggito alla precedente analisi.
E’ stato proprio lui con la sua immensa forza di gravità a innescare il processo di fusione dei due buchi neri che, orbitando l’uno attorno all’altro, orbitavano attorno al buco nero super massiccio.
La figura di sopra fornisce una rappresentazione grafica qualitativa di ciò che è successo e che ha generato un potente treno di onde gravitazionali che hanno raggiunto la Terra nel 2019.
Si tratta di un sistema raro questo terzetto di buchi neri e la loro scoperta una prova della potenza delle osservazioni coordinate dei tre telescopi cui presto si aggiungerà anche l'Einstein Telescope.
Riferimento allo studio
"Indication for a Compact Object Next to a LIGO–Virgo Binary Black Hole Merger" Shu-Cheng Yang et al 2025 ApJL 988 L41 DOI 10.3847/2041-8213/adeaad