Una collisione tra due buchi neri ne ha creato uno di dimensioni mai viste prima

I buchi neri stanno diventando sempre più strani, anche per gli astronomi. L’anno scorso infatti è stato rilevato il segnale di una violenta collisione di due buchi neri che ne ha creato uno nuovo di dimensioni mai viste prima. “È stato il più grande botto dai tempi del Big Bang”, ha detto il fisico del Caltech, Alan Weinstein, che faceva parte del team di scoperta.

I buchi neri sono regioni compatte dello spazio così densamente imballate che nemmeno la luce può sfuggire. Fino ad ora, gli astronomi li avevano osservati solo in due dimensioni generali. Ce ne sono di “piccoli” chiamati buchi neri stellari che si formano quando una stella collassa e hanno all’incirca le dimensioni di piccole città. E ci sono buchi neri supermassicci che sono milioni, forse miliardi, di volte più grandi del nostro sole e attorno ad essi ruotano intere galassie.

Secondo i calcoli degli astronomi, qualsiasi cosa nel mezzo non aveva senso, perché le stelle che sono diventate troppo grandi prima del collasso si sarebbero essenzialmente consumate, senza lasciare buchi neri. Secondo il fisico Nelson Christensen, direttore della ricerca del Centro nazionale francese per la ricerca scientifica, il collasso delle stelle non potrebbe creare buchi neri stellari molto più grandi di 70 volte la massa del nostro sole.

Poi, a maggio del 2019, due rilevatori hanno identificato un segnale che si è rivelato essere l’energia di due buchi neri stellari che si sono schiantati l’uno contro l’altro. Uno era 66 volte la massa del nostro sole e l’altro 85 volte la massa del sole. La fusione tra i due ne ha creato uno nuovo mai scoperto 142 volte la massa del sole.

Nella collisione si è persa un’enorme quantità di energia sotto forma di un’onda gravitazionale, un’increspatura nello spazio che viaggia alla velocità della luce. È stata quell’onda che i fisici negli Stati Uniti e in Europa, utilizzando due rilevatori chiamati LIGO e Virgo, hanno catturato l’anno scorso. Dopo aver decifrato il segnale e verificato il loro lavoro, gli scienziati hanno pubblicato i risultati questa settimana su Physical Review Letters e Astrophysical Journal Letters.

Un buco nero enorme nato da una collisione di 7 miliardi di anni fa

Poiché i rivelatori consentono agli scienziati di captare le onde gravitazionali come segnali audio, gli scienziati hanno effettivamente sentito la collisione. Nonostante tutta la violenza e il dramma, il segnale è durato solo un decimo di secondo. “Sembrava solo un tonfo”, ha detto Weinstein. “Il suono non era così alto sull’altoparlante.”

Questo incidente è avvenuto circa 7 miliardi di anni fa, quando l’universo aveva circa la metà della sua età attuale, ma viene rilevato solo ora perché è incredibilmente lontano. Le collisioni di buchi neri sono state osservate in precedenza, ma i buchi neri coinvolti erano più piccoli all’inizio e anche dopo la fusione non sono cresciuti oltre le dimensioni dei tipici buchi neri stellari.

Gli scienziati non sanno ancora come si siano formati i buchi neri supermassicci al centro delle galassie, ha detto Christensen, ma questa nuova scoperta potrebbe offrire qualche indizio. Forse, come quando si gioca ai Lego, i blocchi più piccoli si combinano per crearne di più grandi e quelli a loro volta si combinano per crearne di ancora più grandi, ha detto l’astronomo di Harvard, Avi Loeb.

E in effetti il ​​più grande dei due buchi neri coinvolti in questo incidente potrebbe essere stato il risultato di una precedente fusione, hanno affermato sia Weinstein che Christensen, rafforzando ulteriormente quella teoria. “È concepibile che questa coppia di buchi neri si sia formata in modo completamente diverso, probabilmente in un sistema denso con molte stelle morte che sfrecciano intorno, il che consente a un buco nero di catturarne un altro durante il volo”, ha riferito l’astronomo del Barnard College Janna Levin.

D’altra parte, gli scienziati non riescono a spiegare come i buchi neri fusi, che volano intorno all’universo, ne incontrano così tanti da fondersi di nuovo e diventare sempre più grandi. Potrebbe invece essere che i buchi neri supermassicci si siano formati subito dopo il Big Bang. “In astrofisica siamo sempre di fronte a sorprese”, ha detto Weinstein.