La app che ti avvisa quando sta arrivando un'onda gravitazionale

Se siete app entusiasti non potrete resistere alla nuova app (al momento solo per sistemi iOS) Gravitational Wave Events che vi permette di ricevere in tempo reale le allerte legate alla rivelazioni di segnali che hanno tutta l’aria di essere onde gravitazionali.

Si tratta di una applicazione essenziale che non concede nulla alla grafica. Vuole solo informare della rivelazione di una possibile onda gravitazionale e di tutto quello che la comunità astrofisica fa per cerca di identificare l’oggetto responsabile.

È un importante cambiamento nel mondo delle onde gravitazionali. Mentre, fino al run osservativo precedente, finito ad agosto del 2017, le informazioni erano “segrete” e solo chi aveva firmato un memorandum con la collaborazione LIGO Virgo riceveva le notifiche, adesso tutto è annunciato pubblicamente. I canali sono diversi. Si può passare attraverso l’app, attraverso il sito delle allerte gravitazionali oppure attraverso dei Tweet astronomici che prendono il nome di GCN nelle quali si allerta la comunità di tutte le osservazioni che vengono fatte a seguito di una allerta.

Il sistema GCN è stata creato anni fa per distribuire le informazioni relative al posizionamento dei lampi gamma (Gamma-Ray Bursts, in inglese, abbreviato in GRB), infatti il nome significa GRB Coordinates Network.

È un sistema semplice (pensato e gestito da una sola persona, che lo fa a tempo perso, ma che funziona benissimo. Così bene che si è deciso di espanderlo a tutti i fenomeni transienti per farlo diventare anche TAN per Transient Astronomy Network.  

L’app vi permette di ricevere gli annunci di nuove allerte gravitazioni ma, se volete, potete essere avvisati per ogni CGN che viene inviata. Prima di decidere quale allerta volete attivare, considerate che ci si aspetta una allerta gravitazionale circa una volta alla settimana ma che ogni allerta genera decine di GCN, man mano che tutti gli strumenti potenzialmente interessati fanno osservazioni e riportano i risultati.

Se volete toccare con mano quello che succede nel mondo astronomico (che, notoriamente, non dorme mai) visitate il sito dell’archivio delle GCN dove le circolari sono divise in base all’allerta che le ha generate.

Da quando è iniziato il nuovo run osservativo degli interferometri LIGO (sono 2 negli USA) e Virgo (vicino a Pisa) all’inizio di aprile ci sono state 5 allerte gravitazioni, rispettivamente l’8 aprile, il 12, il 21, il 25 e il 26.

Nel sito vedete LIGO/Virgo con la sigla (che è la data anno-mese –giorno) che identifica ogni evento. Accanto alla sigla una lista di nomi di strumenti che hanno contribuito alla campagna di ricerca.

Tutto inizia con l’annuncio degli strumenti gravitazionali che danno tre informazioni fondamentali:

1. quanto è forte il segnale (quindi quale sia la probabilità che sia reale). Segnali più intensi visti da più strumenti sono più sicuri di segnali deboli visti solo da una parte degli strumenti
2. che tipo di oggetto celeste può averlo prodotto. Dall’analisi della forma del segnale gravitazionale e dalla durata si può calcolare se è stato prodotto dalla fusione (coalescenza) di due buchi neri (che sono più massivi e producono segnali più intensi ma più brevi), due stelle di neutroni (oggetti meno massivi che producono segali meno intensi ma più lunghi) oppure una combinazione di una stella di neutroni ed di un buco nero.
3. quanto è grande l’area di cielo dalla quale può essere venuto il segnale (gli interferometri non fanno immagini, registrano solo il tempo di arrivo dell’onda gravitazionale ed è triangolando i tempi di arrivo sui tre strumenti che si arriva a definire la regione di origine del segnale).

Con un’unica eccezione, tutti i segnali che sono stati rivelati nei run precedenti provenivano dalla coalescenza di due buchi. Solo il 17 agosto 2017 era stata vista la fusione di due stelle di neutroni che aveva prodotto anche un segnale elettromagnetico, prima gamma poi ottico, che aveva permesso di capire cosa fosse successo durante lo scontro e la fusione delle due stelle supercompatte.

Catalogo degli 11 segnali gravitazionali rivelati nei primi due run osservativi (10 sono prodotti da buchi neri mentre l’ultimo è dovuto a stelle di neutroni)

Diciamo che per i cercatori di controparti, gli eventi più interessanti sono quelli che coinvolgono stelle di neutroni perché la radiazione prodotta riesce ad uscire e ad arrivare fino a noi mentre gli eventi prodotti da buchi neri non sembrano molto promettenti proprio perché i buchi neri non hanno canali di comunicazione con l’esterno

Gli eventi che hanno attirato maggiore attenzione sono quelli del 25 e 26 aprile dove il segnale gravitazionale diceva che ci doveva essere una stella di neutroni

Il 25 Aprile:

The classification of the GW signal, in order of descending

probability, is BNS (>99%), Terrestrial (<1%), NSBH (<1%), BBH (<1%)

dove le abbreviazioni significano:

BNS sistema binario formato da una coppia di stelle di neutroni

BBH sistema binario formato da una coppia di buchi neri

NSBH  sistema binario formato da una stella di neutroni e da un buco nero.

WOW, il sogno degli astrofisici di tutto il mondo: un’altra coppia di stelle di neutroni in un sistema binario!

Il segnale era molto “sicuro” ma, purtroppo, era stato visto da uno solo dei due rivelatori americani (uno era in manutenzione temporanea) mentre Virgo non aveva una rivelazione chiara.

Senza tre rivelazioni è difficile triangolare i tempi di arrivo dei segnali per restringere la regione di cielo di provenienza e così l’area dalla quale può essere arrivato il segnale è di oltre 10.000 gradi quadrati, grossomodo ¼  dell’intera volta celeste.  Questo vi dà l’idea di quanto sia difficile cercare l’oggetto responsabile del segnale gravitazionale. Il famoso ago in un pagliaio è uno scherzo al confronto.

Visto che il 17 agosto era stato rivelato un segnale gamma dagli strumenti Fermi e INTEGRAL, i dati sono stati passati al setaccio per vedere se c’era qualche tipo di segnale impulsivo coincidente o subito successivo all’onda gravitazionale. L’assenza di segnale gamma non ha raffreddato gli entusiasmi e sono iniziate le ricerche a tappeto, che hanno rivelato diversi oggetti transienti (per esempio supernovae o brillamenti stellari) che sappiamo non avere niente a che vedere con quello che stiamo cercando.

La situazione si è ripetuta il giorno dopo 26 aprile questa volta il segnale è stato visto dai tre rivelatori:

The classification of the GW signal, in order of descending

probability, is BNS (49%), MassGap (24%), Terrestrial (14%), NSBH

 (13%), or BBH (<1%).

Qui c’era anche la probabilità che di trattasse di una coppia stella di neutroni-buco nero.  L’area di cielo interessata è di circa 1200 gradi quadrati, meglio dei 10.000 precedenti, ma sempre grande. Per la cronaca, mentre scrivo conto che ho ricevuto 101 GCN per l’evento del 25 aprile e 44 per quello del 26, ma le osservazioni continuano.  

Per il momento non si è trovata nessuna controparte, ma il lavoro non è finito. Gli astronomi sanno che i risultati vengono con la pazienza e la costanza.  

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Fonte: innovazione agi