Nel febbraio del 2016, alcuni scienziati dell'Osservatorio sulle onde gravitazionali (LIGO) hanno fatto la storia annunciando il primo rilevamento in assoluto delle onde gravitazionali (GW). Queste increspature nel tessuto stesso dell'Universo, che sono causate da fusioni di buchi neri o da collisioni di nani bianchi, furono predette per la prima volta dalla Teoria della relatività generale di Einstein circa un secolo fa.
Circa un anno fa, le due strutture di LIGO sono state messe offline, in modo che i suoi rilevatori potessero subire una serie di aggiornamenti hardware. Con questi aggiornamenti ora completi, LIGO ha recentemente annunciato che l'osservatorio tornerà online il 1 ° aprile. A quel punto, i suoi scienziati si aspettano che la sua maggiore sensibilità consentirà di effettuare rilevamenti "quasi quotidiani".
Finora sono stati rilevati in totale 11 eventi di onde gravitazionali nel corso di circa tre anni e mezzo. Dieci di questi sono stati il risultato di fusioni di buchi neri mentre il segnale rimanente è stato causato da una coppia di stelle di neutroni che si scontrano (un evento kilonova). Studiando questi eventi e altri simili, gli scienziati hanno effettivamente intrapreso una nuova era dell'astronomia.
E con gli aggiornamenti di LIGO ora completi, gli scienziati sperano di raddoppiare il numero di eventi che sono stati rilevati nel prossimo anno. Gabriela González, professore di fisica e astronomia presso la Louisiana State University, ha detto che ha trascorso anni a caccia di GW:
“Galileo ha inventato il telescopio o usato il telescopio per la prima volta per fare astronomia 400 anni fa. E oggi stiamo ancora costruendo telescopi migliori. Penso che questo decennio sia stato l'inizio dell'astronomia delle onde gravitazionali. Quindi questo continuerà a fare progressi, con rilevatori migliori, con rilevatori diversi, con più rilevatori. "
Situati a Hanfrod, Washington e Livingston, in Louisiana, i due rivelatori LIGO sono costituiti da due tubi di cemento che si uniscono alla base (formando una gigantesca forma a L) e si estendono perpendicolarmente l'uno all'altro per circa 3,2 km (2 mi). All'interno delle tubazioni, due potenti raggi laser che rimbalzano su una serie di specchi vengono utilizzati per misurare la lunghezza di ciascun braccio con estrema precisione.
Quando le onde gravitazionali passano attraverso i rivelatori, distorcono lo spazio e fanno sì che la lunghezza cambi in base alla più piccola delle distanze (cioè a livello subatomico). Secondo Joseph Giaime, capo dell'Osservatorio LIGO di Livingston, in Louisiana, i recenti aggiornamenti includono ottiche che aumenteranno la potenza del laser e ridurranno il "rumore" nelle loro misurazioni.
Per il resto dell'anno, la ricerca sulle onde gravitazionali sarà anche rafforzata dal fatto che anche un terzo rivelatore (l'interferometro della Vergine in Italia) condurrà osservazioni. Durante l'ultima serie di osservazioni di LIGO, durata da novembre 2016 ad agosto 2017, la Vergine era operativa e in grado di offrire supporto solo per la fine.
Inoltre, l'osservatorio giapponese KAGRA dovrebbe andare online nel prossimo futuro, consentendo una rete di rilevamento ancora più solida. Alla fine, avere più osservatori separati da vaste distanze in tutto il mondo non solo consente un maggior grado di conferma, ma aiuta anche a restringere le possibili posizioni delle fonti GW.
Per la prossima serie di osservazioni, gli astronomi GW avranno anche il vantaggio di un sistema di allerta pubblico, che è diventato una caratteristica regolare della moderna astronomia. Fondamentalmente, quando LIGO rileva un evento GW, il team invierà un avviso in modo che gli osservatori di tutto il mondo possano puntare i loro telescopi verso la fonte, nel caso in cui l'evento produca fenomeni osservabili.
Questo è stato certamente il caso dell'evento Kilnova che si è tenuto nel 2017 (noto anche come GW170817). Dopo che le due stelle di neutroni che hanno prodotto i GW si sono scontrate, è risultato un bagliore brillante che in realtà è diventato più luminoso nel tempo. La collisione ha anche portato al rilascio di getti di materiale superveloci e alla formazione di un buco nero.
Secondo Nergis Mavalvala, ricercatore di onde gravitazionali presso il MIT, i fenomeni osservabili correlati agli eventi GW sono stati finora un trattamento raro. Inoltre, c'è sempre la possibilità che venga individuato qualcosa di completamente inaspettato che lascerà gli scienziati sconcertati e sbalorditi:
"Abbiamo visto solo una manciata di buchi neri tra tutti i possibili che sono là fuori. Ci sono molte, molte domande a cui non sappiamo ancora rispondere ... Ecco come avviene la scoperta. Accendi un nuovo strumento, lo fai notare al cielo e vedi qualcosa che non avevi idea che esistesse. "
La ricerca sulle onde gravitazionali è solo una delle numerose rivoluzioni che si svolgono in astronomia in questi giorni. E proprio come gli altri campi di ricerca (come gli studi sugli esopianeti e le osservazioni dell'Universo primordiale), trarrà beneficio dall'introduzione di strumenti e metodi migliorati nei prossimi anni.
