I buchi neri sono strani.
Non dovrebbero esistere proprio in questo modo. Non in base a ciò che sapevamo.
Per un decennio, gli osservatori LIGO, Virgo e KAGRA li hanno colti in flagrante. Collisione. Filatura. Rompere i nostri modelli. Abbiamo visto giganti troppo grandi per essere comodi, coppie che non dovrebbero adattarsi, rotazioni che non hanno senso. Era caotico. Bellissimo caos. Ma il caos non è ancora scienza. La scienza ha bisogno di un censimento.
Adesso arriva.
Un nuovo set di dati. Quasi 400 rilevamenti. Abbastanza per smettere di indovinare le stranezze e iniziare a contare la popolazione. Il quadro che emerge non è ordinato. L’universo, a quanto pare, non si preoccupa del tuo modello di formazione preferito. Li usa tutti.
“Alcuni potrebbero formarsi come una nube gigante che collassa in due stelle, poi in due buchi. Altri vagano l’uno nell’altro in affollati ammassi stellari. E alcuni? Sono i figli di precedenti fusioni”, dice Sharan Banagiri, astrofisico della Monash University in Australia. Collabora con il Centro di eccellenza ARC per la scoperta delle onde gravitazionali. O OzGrav.
Non ha torto. I dati supportano una realtà confusa.
Il censimento
È difficile vedere i buchi neri. Davvero difficile.
Intrappolano la luce. La luce è la nostra lente principale per l’universo. Senza di essa, i buchi neri sono punti ciechi. Fino al 2015.
Poi sono arrivate le increspature. Onde gravitazionali. Increspature nello spazio-tempo, come la pelle di pietra su uno stagno. Il primo rilevamento ha cambiato tutto.
Da allora? Siamo passati da uno ogni sei settimane a quattro a settimana. Non è un incremento. È un’esplosione.
“Non stiamo osservando solo le anomalie”, afferma Eric Thrane, anche lui di Monash e OzGrav. “È un caleidoscopio. Più massiccio. Rotazione più veloce. Più strano di quanto sognassimo.”
Perché è importante
La quantità cambia la qualità.
Prima, una coppia di buchi neri non corrispondenti era di per sé un pezzo di puzzle. Ora? Sono dati. Una statistica. Possiamo separare il segnale dal rumore. Possiamo tracciare la loro provenienza. Possiamo persino usarli per misurare l’espansione dell’universo, anche se questa è un’altra lattina di vermi per la cosmologia.
“I nuovi risultati di oggi sono come ritrovare un tesoro antico mai scoperto prima. Rivelano la struttura di un intero mondo perduto, non solo dei singoli individui”, afferma Daniel Williams (Università di Glasgow).
Lo intende letteralmente. Archeologia, ma per gravità.
Due gruppi, un mistero
Le masse non si distribuiscono uniformemente. Si raggruppano.
Dai dati emergono due picchi principali: circa 10 masse solari. E poi, 35 soli’.
I piccoli sono noiosi. Prevedibile. Stelle binarie nate insieme, muoiono insieme. Quelli pesanti sono un problema. La teoria stellare standard non spiega bene un buco nero con 30 soli. Le star non dovrebbero lasciarsi molto alle spalle. O almeno così pensavamo.
Ecco la svolta: quelli più grandi vengono probabilmente riciclati.
“Fusioni gerarchiche”. Questo è il termine di fantasia. Piccoli buchi neri si fondono. Ne fanno uno più grande e più pesante. Quella nuova bestia trova un altro partner. Si scontra di nuovo. Ingrassa. Gira velocemente.
Gli spin sono bugiardi (o cassieri)
Guarda la rotazione.
La rotazione veloce è un’impronta digitale.
Se un buco nero gira più velocemente di quanto previsto dalla fisica, probabilmente ha una storia. È stato forgiato in collisione. Il Sole impiega 25 giorni per girarsi. Immagina un buco nero con proprietà di spin simili. Ruota migliaia di volte al secondo.
“La cosa più affascinante”, dice Banagiri, “è la velocità con cui girano”.
Giri veloci. Masse non corrispondenti. Tutto porta alla stessa cosa. Molti di questi buchi neri non sono bambini di prima generazione. Sono avanzi. Sopravvissuti di seconda generazione a collisioni più vecchie.
I dettagli
Spiccano alcuni punti salienti dei 390 rilevamenti.
GW 2501114 è stato il segnale più chiaro finora. Abbastanza chiaro per sottoporre a stress test la fisica teorica.
GW 24060dg ha localizzato la sua posizione nel cielo meglio di qualsiasi altro prima.
Ma non lasciarti distrarre dai valori anomali.
Il punto è l’intero set. Stiamo osservando l’evoluzione. Astrofisica in tempo reale. Stiamo vedendo buchi neri nascere, fondersi e rinascere in densi ammassi in tutto l’universo.
Cosa verrà dopo?
I rilevatori migliorano. Il tasso sale. Il caleidoscopio gira. Potremmo scoprire che girano ancora più velocemente. Potremmo trovare buchi più pesanti di quanto immaginato. Oppure potremmo trovare qualcosa che infrange completamente le regole del clustering.
Nessuno lo sa ancora.
Questo è il punto. La porta è aperta. E dietro?
