Utilizzando simulazioni, un team di astrofisici ha determinato che i detriti espulsi dalle stelle morenti potrebbero essere la fonte delle onde gravitazionali, le pulsazioni nello spazio-tempo previste da Einstein più di un secolo fa.
Gravitazionale le onde sono previste dalla teoria generale della relatività, sono increspature nello spazio-tempo generate da oggetti massicci che stanno accelerando. Le onde sono anche create da interazioni di oggetti come binari e fusioni tra stelle di neutroni e buchi neri.
Le onde gravitazionali sono state rilevate per la prima volta dal Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory (LIGO), che ha sede in Louisiana e Washington. LIGO rileva le onde gravitazionali misurando minuscole differenze nella tempistica degli impulsi laser che colpiscono gli specchi nelle strutture sotterranee; queste differenze suggeriscono che le pulsazioni nello spazio-tempo ritardano leggermente gli impulsi laser.
Ora, un team di ricercatori suggerisce che un nuovo tipo di onda potrebbe pulsare nello spazio che deve ancora essere rilevato: le onde gravitazionali prodotte dalla materia emessa dalle stelle morenti. La loro ricerca è stata presentata oggi al 242° meeting dell'American Astronomical Society.
"Ad oggi, LIGO ha rilevato solo onde gravitazionali da sistemi binari, ma un giorno rileverà la prima fonte non binaria di onde gravitazionali", ha detto Ore Gottlieb, astrofisico della Northwestern University e autore principale dello studio, in un Northwestern pubblicazione. "I bozzoli sono uno dei primi posti in cui dovremmo cercare questo tipo di fonti".
Sebbene tali onde non siano state ancora osservate, sono state previste nelle simulazioni condotte da Gottlieb e dai suoi colleghi. I ricercatori hanno modellato il modo in cui le stelle muoiono, espellendo materiale verso l'esterno e contraendosi verso l'interno, lasciando buchi neri nei vuoti che si lasciano dietro.
I ricercatori hanno cercato di determinare se i dischi di accrescimento del buco nero - il materiale surriscaldato che circonda i buchi neri e rende visibili le loro ombre nelle immagini del radiotelescopio - potrebbero essere la fonte delle onde gravitazionali.
Ma guardando ai dischi di accrescimento, i calcoli del team sono stati interrotti dai dati simulati dal bozzolo di materia che circonda i getti di materiale accelerato prodotto dalle stelle morenti. Il modello ha suggerito che il materiale attorno ai getti potrebbe causare perturbazioni nello spazio-tempo che rientrano nell'intervallo di frequenza rilevato da LIGO.
Rilevare le onde gravitazionali da nuove fonti sarebbe anche un vantaggio per gli astrofisici che cercano di tracciare lo sfondo delle onde gravitazionali, o il rumore delle onde gravitazionali che costantemente attraversano l'universo. Gli scienziati cercano lo sfondo delle onde gravitazionali utilizzando array tempo-pulsar, che funzionano in modo simile a LIGO, ma si basano su rilevamenti temporali della luce emessa da pulsar in rapida rotazione piuttosto che da impulsi laser sotterranei.
Il Santo Graal dell'astronomia delle onde gravitazionali sarebbe un osservatorio spaziale che funzionerebbe allo stesso modo, ma su scala molto più ampia, di LIGO (che da allora si è espanso e si è fuso con altri osservatori per formare il LIGO-Virgo-KAGRA collaborazione). Invece di usare i bracci lunghi 2,5 miglia (4 chilometri) di LIGO per rilevare le "onde" gravitazionali, gli astrofisici potrebbero usare i bracci lunghi 1,5 milioni di miglia (2,41 milioni di chilometri) della proposta missione LISA.
Ma ogni volta che emerge un simile osservatorio, se mai, è certamente utile sapere dove cercare.
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