Fusione di due buchi neri, onde gravitazionali possono rivelare forma dell’oggetto risultante

Secondo i ricercatori quando due buchi neri di diverse dimensioni si fondono il buco nero risultante risulta avere una sorta di "cuspide " (credito: Christopher Evans (Georgia Tech), Juan Calderón Bustillo (IGFAE, USC))

Un nuovo studio che infonde fiducia sulla possibilità che le onde gravitazionali derivanti dalla fusione di due buchi neri possano fornire importanti informazioni anche sulla forma del buco nero risultante è stato pubblicato su Communications Physics.
Secondo i ricercatori, guidati dal professor Juan Calderón Bustillo dell’ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav), anche se i buchi neri non producono luce, anche durante una loro eventuale collisione, le onde gravitazionali che creano nel momento della fusione, vere proprie increspature del tessuto dello spazio–tempo, codificano in un certo senso la forma finale dell’oggetto risultante (sostanzialmente un buco nero più massiccio).

Complesse simulazioni di collisioni di buchi neri

I ricercatori sono arrivati a questa conclusione eseguendo complesse simulazioni di collisioni di buchi neri tramite supercomputer e confrontando le evoluzioni finali del buco nero residuo in relazione alle onde gravitazionali emesse nel momento della fusione.
I ricercatori hanno scoperto che questi segnali, quelli delle onde gravitazionali, “sono molto più ricchi e complessi di quanto si pensi comunemente”, come spiega Christopher Evans del Georgia Institute of Technology, studente laureato e uno degli autori dello studio.

Teoria più accettata sulle onde gravitazionali emesse da due buchi neri infusione

Lo stesso professore Bustillo spiega che quando due buchi neri cominciano ad avvicinarsi, lo fanno sempre più velocemente conseguenzialmente alla diminuzione della distanza tra di loro. Dopo la collisione, si forma un buco nero che, secondo la teoria più accettata oggi relativa alle onde gravitazionali emesse dalla fusione di due buchi neri, emette un segnale con un tono costante in un’ampiezza decadente, più o meno come il segnale emesso dalla sonata di una campana.

I buchi neri “cinguettano” più di una volta durante la fusione

Tuttavia i ricercatori hanno scoperto che accade qualcosa di diverso se la collisione stessa viene osservata dall'”equatore” del buco nero risultante: “Quando abbiamo osservato i buchi neri dal loro equatore, abbiamo scoperto che il buco nero finale emette un segnale più complesso, con un tono che sale e scende un paio di volte prima di morire”, spiega ancora Bustillo.
In pratica il buco nero “cinguetta” non una volta ma più volte (dagli scienziati le emissioni delle onde gravitazionali provenienti dalla collisione di buchi neri vengono scherzosamente definite “chirps”).

Emissione di onde gravitazionali multipla collegata alla forma del buco nero risultante

Inoltre questo cinguettio multiplo è collegato alla forma del buco nero finale. Se i due buchi neri che si fondono hanno dimensioni diverse, il buco nero risultante assume la forma di una castagna avente una cuspide su uno dei lati e una parte posteriore più ampia e liscia, come spiega ancora Bustillo.
Quest’ultimo rivela che il buco nero risultante alla fine emette delle onde gravitazionali più forti da quelle aree più curve, ossia quelle regioni che si trovano sostanzialmente intorno alla cuspide. Ciò è dovuto, secondo i ricercatori, al fatto che il buco nero risultante, a seguito della fusione, è in fase di rotazione e quindi la cuspide e la parte retrostante si orientano in maniera ripetuta verso ogni osservatore, cosa che produce alla fine il cinguettio multiplo.

Approfondimenti

Articoli correlati

Condividi questo articolo

Dati articolo

Resta aggiornato su Facebook