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Una nuova era per l'osservazione dell'universo

Osservata per la prima volta la fusione di due stelle di neutroni. Alla scoperta hanno contribuito anche ricercatori dell'Unipi

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Per la prima volta nella storia dell’osservazione dell’universo, è stata rivelata un’onda gravitazionale prodotta dalla fusione di due stelle di neutroni e captata, dalle onde radio fino ai raggi gamma, la radiazione elettromagnetica associata alla poderosa esplosione avvenuta durante il fenomeno. È la prima volta che un evento cosmico viene osservato sia attraverso onde gravitazionali che elettromagnetiche. Si avvia così l’era dell’astronomia multimessaggero, che estende in modo decisivo il nostro modo di “vedere” e “ascoltare” il cosmo. La scoperta è stata realizzata grazie alla sinergia tra i due Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (l'Osservatorio LIGO) negli Stati Uniti insieme al rivelatore Virgo, situato vicino Pisa, abbinata alle osservazioni e alle indagini nella banda elettromagnetica ottenute da 70 telescopi a terra, tra cui l’osservatorio spaziale Fermi. A questi strumenti lavora un cospicuo gruppo di ricercatori dell’Università di Pisa e della locale Sezione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, che hanno dato un contributo determinante a questa scoperta.

Mercoledì 18 ottobre, a partire dalle 15.30, in Aula Fratelli Pontecorvo saranno presentati i principali risultati delle misure. L'evento sara trasmesso anche in diretta streaming a questo link.

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L’evento è avvenuto a 130 milioni di anni luce da noi, alla periferia della galassia NGC4993, in direzione della costellazione dell’Idra. Le due stelle di neutroni, a conclusione del loro inesorabile e sempre più frenetico processo di avvicinamento, hanno spiraleggiato una intorno all’altra, emettendo onde gravitazionali che sono state osservate per circa 100 secondi. Quando si sono scontrate, hanno emesso un lampo di luce sotto forma di raggi gamma, osservato nello spazio circa due secondi dopo l’emissione delle onde gravitazionali dal satellite Fermi della Nasa e quindi confermato dal satellite Integral dell’ESA. Nei giorni e nelle settimane successive allo scontro cosmico è stata individuata l’emissione di onde elettromagnetiche in altre lunghezze d’onda, tra cui raggi X, ultravioletti, luce visibile, infrarossi e onde radio.

Gli astronomi hanno avuto un'opportunità senza precedenti per sondare con tutti i migliori strumenti per l’osservazione dell’universo oggi in funzione la collisione di due stelle di neutroni. Le osservazioni fatte dal telescopio Very Large Telescope (VLT) e guidate da ricercatori italiani rivelano evidenze della sintesi di elementi pesanti scaturiti in seguito all’immane esplosione, come l'oro e il platino e risolvendo così il mistero, che durava da decine di anni, dell’origine di quasi la metà degli elementi chimici più pesanti del ferro. Alle stesse conclusioni portano i dati raccolti dal telescopio spaziale Hubble della NASA. Gli scienziati hanno inoltre avuto la prima conferma diretta che le collisioni tra stelle di neutroni danno origine ai famosi ‘lampi di raggi gamma’ (o Gamma-Ray Burst, GRB) di breve durata.

I risultati di LIGO-Virgo sono pubblicati oggi nella rivista Physical Review Letters, mentre molti altri articoli sia delle collaborazioni LIGO e Virgo che della comunità astronomica legata ai telescopi spaziali, come Integral e Fermi, sono stati presentati o accettati per la pubblicazione in varie riviste, tra cui Nature.

La collaborazione Virgo consiste di oltre 280 fisici e ingegneri appartenenti a 20 diversi gruppi di ricerca europei: sei appartenenti al Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) in Francia; otto all'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) in Italia; due al Nikhef in Olanda; il MTA Wigner RCP in Ungheria; il gruppo POLGRAW in Polonia; uno all'Università di Valencia in Spagna; l'European Gravitational Observatory, EGO, il laboratorio che ospita il rivelatore Virgo vicino Pisa in Italia, finanziato da CNRS, INFN e Nikhef.

LIGO è finanziato da NSF e operato da Caltech e MIT, che hanno concepito LIGO e guidato i progetti Initial e Advanced LIGO. Il supporto finanziario per il progetto Advanced LIGO è stato fornito principalmente da NSF, con significative partecipazioni e contributi al progetto da parte di Germania (Max Planck Society), Gran Bretagna (Science and Technology Facilities Council) e Australia (Australian Research Council). Più di 1200 scienziati e circa 100 istituzioni da diverse parti del mondo partecipano nell'impresa attraverso la LIGO Scientific Collaboration, che include la Collaborazione GEO e la collaborazione australiana OzGrav. Ulteriori partecipanti sono elencati su http://ligo.org/partners.php.

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  • 16 ottobre 2017

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