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I ‘semi’ dei buchi neri


Un team di ricerca guidato dell’Università di Durham ha sviluppato una simulazione cosmologica che sfrutta le caratteristiche delle onde gravitazionali per comprendere l’origine dei buchi neri che le hanno generate.


Il sensazionale scontro tra titani che ha coinvolto due buchi neri dando origine alle onde gravitazionali è il fenomeno astrofisico più discusso degli ultimi tempi.

 Una delle domande che si sono posti gli scienziati riguarda proprio i responsabili di questo urto cosmico: qual è l’identikit dei mostruosi buchi neri entrati in collisione?

 La risposta potrebbe arrivare direttamente dal prodotto dell’impatto, le onde catturate da LIGO e VIRGO. La loro ampiezza e frequenza potrebbero infatti fornire importanti informazioni sulla massa iniziale dei “semi” da cui i due buchi neri hanno avuto origine, circa 13 miliardi di anni fa.

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 È quanto ha ipotizzato un gruppo di ricerca guidato dall’Institute for Computational Cosmology dell’Università di Durham, che ha sviluppato una complessa simulazione cosmologica per riprodurre il fenomeno.

 La ricerca, presentata oggi a Nottingham durante la ventisettesima conferenza della Royal Astronomical Society, ha combinato i risultati del progetto EAGLE (che punta a ricostruire l’intero Universo al computer) con un modello basato sui segnali delle onde gravitazionali.

Al momento ci sono tre ipotesi principali sui semi all’origine dei due buchi neri: la crescita e il collasso delle prime generazioni di stelle dell’Universo; la collisione di stelle provenienti da ammassi densi; infine lo scontro diretto tra singole stelle estremamente massicce nel giovane Universo.

 Queste tre teorie hanno in comune il risultato finale, ma hanno punti di partenza molto diversi: in particolare, cambia la massa iniziale dei semi dei buchi neri contenuti nel materiale stellare che ha dato il via all’esplosione.

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 Ecco la chiave per risalire alla natura di questi semi, secondo i ricercatori di Durham e colleghi: a seconda della loro massa iniziale, la collisione avrebbe prodotto segnali gravitazionali di differente entità. Per questo l’analisi delle onde gravitazionali potrebbe permettere di capire una volta per tutte l’origine dei buchi neri che le hanno generate.

 La nuova simulazione cosmologica traccia quindi una sorta di sentiero da seguire, individuando anche la tappa finale: si tratta del rivelatore Evolved Laser Interferometer Space Antenna (eLISA), che sarà lanciato nel 2034 e che sarà in grado di captare anche le frequenze più basse delle onde gravitazionali prodotte dalla collisione di buchi neri.

 Appuntamento tra diciott’anni, dunque, per svelare i misteri dei mostri spaziali che hanno testimoniato – e cambiato – il primo periodo della vita dell’Universo.

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