G7 SCIENZA. NASCE L'ERA DELL'ASTRONOMIA GRAVITAZIONALE

Misurato il primo segnale delle onde gravitazionali dalla rete globale che le 'ascolta', formata dall'osservatorio europeo Virgo, che si trova in Italia e al quale il nostro Paese partecipa con l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) insieme alla Francia, e dai due rivelatori americani Ligo. Il risultato, che apre una nuova pagina dell'astronomia, è stato annunciato dalle due collaborazioni internazionali a Torino, nella conferenza di apertura del G7 Scienza.

Il segnale è stato rilevato il 14 agosto 2017 ed è il primo catturato dai tre rivelatori, che funzionano come un unico strumento potentissimo. E' stato emesso nei momenti finali della fusione di due buchi neri dalla massa di 31 e 25 volte quella del Sole e distanti fra loro circa 1,8 miliardi di anni luce. La fusione ha generato un unico buco nero da 53 masse solari: ciò significa che circa tre masse solari sono state convertite in energia sotto forma di onde gravitazionali.

Le collaborazioni VIRGO e LIGO annunciano, nell’ambito del G7 Scienza che è iniziao ieri, 27 settembre, a Torino, la prima misura congiunta di onde gravitazionali da parte di tutti e tre i rivelatori. Questo risultato dimostra il potenziale scientifico della rete globale di rilevatori di onde gravitazionali, che consente una migliore localizzazione della sorgente e la misura delle polarizzazioni delle onde gravitazionali.

Un segnale di onda gravitazionale, prodotta dalla coalescenza di due buchi neri di masse stellari, è stato misurato con inedita precisione dai due rivelatori di LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), che si trovano negli Stati Uniti, a Livingston, in Louisiana, e a Hanford, nello Stato di Washington, e dal rivelatore VIRGO, che ha sede allo European Gravitational Observatory (EGO) a Cascina, vicino a Pisa, fondato dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) italiano e dal Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) francese.

L'osservazione (GW170814) dei tre rilevatori è stata registrata il 14 agosto 2017 alle 10.30.43 UTC. Le onde gravitazionali – “increspature” del “tessuto” dello spaziotempo – sono state emesse durante i momenti finali della fusione di due buchi neri, con masse rispettivamente di circa 31 e 25 volte la massa del Sole e distanti circa 1,8 miliardi di anni luce. Il buco nero così prodotto ha una massa circa 53 volte quella del nostro Sole. Ciò significa che, durante la coalescenza, circa 3 masse solari sono state convertite in energia sotto forma di onde gravitazionali.

Si tratta della quarta rivelazione di onde gravitazionali prodotte dalla fusione di un sistema binario di buchi neri. Questo nuovo evento è rilevante non solo per l’astrofisica, ma anche perché è il primo segnale di onda gravitazionale registrato dal rivelatore VIRGO, che ha recentemente completato l'aggiornamento della configurazione Advanced VIRGO.

“È stato meraviglioso vedere un primo segnale di onde gravitazionali nel nostro nuovo rivelatore, dopo solo due settimane dall’inizio della presa dati", commenta Jo van den Brand di Nikhef e VU University Amsterdam, coordinatore della collaborazione di VIRGO. “Questa è una grande ricompensa dopo tutto il lavoro svolto negli ultimi sei anni per la realizzazione del progetto Advanced VIRGO, che ha consentito di potenziare il nostro rivelatore”.

“Questo è solo l'inizio delle osservazioni con la rete globale di interferometri realizzata grazie al lavoro congiunto di VIRGO e LIGO", spiega David Shoemaker di MIT, coordinatore della collaborazione scientifica LIGO. “Con il prossimo ciclo di attività osservative, previsto per l'autunno del 2018, possiamo aspettarci rivelazioni di questo tipo ogni settimana o addirittura più spesso”.

“Questo straordinario traguardo della fisica, che oggi al G7 Scienza viene comunicato assieme dalle due collaborazioni LIGO e VIRGO, è per tutti noi motivo di grande soddisfazione”, commenta Valeria Fedeli, Ministra dell’Istruzione, Università e Ricerca. “Innanzitutto perché testimonia il valore della cooperazione scientifica internazionale, chiave di volta per affrontare le grandi sfide per il progresso della conoscenza impegnandosi in uno sforzo congiunto e coordinato per raggiungere traguardi ambizioni”. “Il risultato annunciato – prosegue Fedeli – sottolinea anche l’importanza di progettare e investire nelle grandi infrastrutture di ricerca globali, che hanno la capacità di attrarre e ottimizzare competenze e risorse su scala planetaria”. “Infine – chiude la Ministra – come rappresentante istituzionale della ricerca scientifica italiana l’annuncio di oggi è per me motivo d’orgoglio per il contributo determinante del nostro Paese, reso possibile grazie al costante lavoro delle nostre ricercatrici e dei nostri ricercatori, coordinati dall’INFN, e dalla capacità di innovare della nostra industria. Quello che agli inizi era potuto sembrare a molti un progetto visionario sta aprendo oggi una nuova epoca per lo studio del nostro universo”, conclude la Ministra.

“La prima rivelazione di un’onda gravitazionale da parte di tutti e tre gli interferometri rappresenta lo straordinario successo di un esempio virtuoso di collaborazione su scala globale”, sottolinea Fernando Ferroni, presidente dell’INFN. “E la capacità di identificare nel cielo la sorgente marca la nascita della cosiddetta astronomia multimessaggero”. “Come INFN, siamo orgogliosi di VIRGO, lo strumento che si trova in Italia, e che con il suo determinante contributo rende possibile questa nuova, grande avventura scientifica”.

L’articolo che descrive i dettagli di questa scoperta è stato accettato per la pubblicazione dalla rivista Physical Review Letters (https://dcc.ligo.org/P170814 e https://tds.virgo-gw.eu/GW170814) ed è stato pubblciato su arXiv.