Quando due buchi neri girano a spirale l’uno intorno all’altro e alla fine si scontrano, inviano onde gravitazionali – increspature nello spazio e nel tempo che possono essere rilevate con strumenti estremamente sensibili sulla Terra. Poiché i buchi neri e le fusioni di buchi neri sono completamente oscuri, questi eventi sono invisibili ai telescopi e ad altri strumenti di rilevamento della luce utilizzati dagli astronomi. Tuttavia, i teorici hanno elaborato idee su come una fusione di buchi neri potrebbe produrre un segnale luminoso facendo irradiare materiale vicino.
Ora, gli scienziati che utilizzano la Zwicky Transient Facility (ZTF) del Caltech, situata all’Osservatorio di Palomar vicino a San Diego, potrebbero aver individuato quello che potrebbe essere proprio uno scenario del genere. Se confermato, sarebbe il primo bagliore di luce conosciuto da una coppia di buchi neri in collisione.
La fusione è stata identificata il 21 maggio 2019 da due rivelatori di onde gravitazionali – il Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) della National Science Foundation e il rivelatore europeo Virgo – in un evento chiamato GW190521g. Questo rilevamento ha permesso agli scienziati dello ZTF di cercare segnali luminosi dal luogo in cui il segnale dell’onda gravitazionale ha avuto origine. Questi rivelatori di onde gravitazionali hanno anche individuato fusioni tra oggetti cosmici densi chiamati stelle di neutroni, e gli astronomi hanno identificato emissioni di luce da queste collisioni.
I risultati dello ZTF sono descritti in un nuovo studio pubblicato sulla rivista Physical Review Letters. Gli autori ipotizzano che i due buchi neri partner, ciascuno diverse decine di volte più massiccio del Sole, orbitavano intorno a un terzo buco nero supermassiccio che è milioni di volte la massa del Sole e circondato da un disco di gas e altro materiale. Quando i due buchi neri più piccoli si sono fusi, hanno formato un nuovo buco nero più grande che avrebbe subito un calcio e sparato via in una direzione casuale. Secondo il nuovo studio, potrebbe aver solcato il disco di gas, facendolo illuminare.
“Questo rilevamento è estremamente eccitante”, ha detto Daniel Stern, coautore del nuovo studio e un astrofisico del Jet Propulsion Laboratory della NASA nella California del Sud, che è una divisione del Caltech. “C’è molto che possiamo imparare su questi due buchi neri che si fondono e sull’ambiente in cui si trovavano in base a questo segnale che hanno creato inavvertitamente”. Quindi il rilevamento di ZTF, insieme a ciò che possiamo imparare dalle onde gravitazionali, apre una nuova strada per studiare sia le fusioni di buchi neri che questi dischi intorno ai buchi neri supermassicci.”
Gli autori notano che mentre concludono che il flare rilevato da ZTF è probabilmente il risultato di una fusione di buchi neri, non possono escludere completamente altre possibilità.
Per saperne di più, leggi il comunicato stampa del Caltech.