Nuove informazioni raccolte dalle osservazioni delle onde gravitazionali stanno aiutando gli scienziati a capire cosa succede quando le stelle massicce muoiono e si trasformano in buchi neri.

Il ricercatore del Rochester Institute of Technology Richard O'Shaughnessy e i suoi collaboratori hanno rianalizzato la fusione dei buchi neri rilevati da LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) il 26 dicembre, 2016.

"Usando essenzialmente la fisica da matricola, abbiamo tratto nuove intuizioni sugli eventi più violenti nell'universo, " disse O'Shaughnessy, professore associato presso la Scuola di Scienze Matematiche del RIT. È anche ricercatore presso il Center for Computational Relativity and Gravitation del RIT e membro della LIGO Scientific Collaboration.

O'Shaughnessy ha presentato i risultati della sua ricerca all'incontro dell'American Astronomical Society il 5 giugno ad Austin, Texas. Lettere di revisione fisica ha accettato un documento scritto da O'Shaughnessy, Davide Gerosa del Caltech e Daniel Wysocki del RIT.

La collaborazione scientifica LIGO ha citato la ricerca di O'Shaughnessy nell'articolo che annunciava la sua terza scoperta di onde gravitazionali pubblicato su Lettere di revisione fisica il 1 giugno.

L'attuale studio ha rianalizzato i buchi neri binari, noto come GW151226. È stata l'unica volta che LIGO ha segnalato che i buchi neri binari devono girare, ha detto O'Shaughnessy. Le precedenti misurazioni di LIGO suggerivano che la massa più grande orbitava intorno all'altra con un angolo leggermente inclinato.

O'Shaughnessy e il suo team collegano il disallineamento del buco nero a quando si è formato dalla morte di una stella massiccia. La forza dell'esplosione e del collasso stellare ha espulso il neonato buco nero con un "calcio natale, "causando questo disallineamento, suggeriscono gli autori.

Si pensa che i calci natali si verifichino durante la formazione delle stelle di neutroni, che sono creati dalla morte di stelle meno massicce rispetto ai progenitori delle sorgenti di LIGO. Il team di O'Shaughnessy suggerisce che questo fenomeno potrebbe applicarsi anche ai buchi neri binari, che orbitano tra loro.

"I miei collaboratori ed io abbiamo cercato di limitare la forza di questi calci natali sulla base dell'osservazione di LIGO, " disse O'Shaughnessy. "Se fosse formato da coppie isolate di stelle, concludiamo che erano necessari forti calci natali del buco nero. Questa è una sfida entusiasmante per i modelli di come le stelle massicce esplodono e collassano".

Gerosa aggiunge, "Il nostro studio conferma anni di prove provvisorie ma suggestive che i buchi neri potrebbero aver ricevuto questi calci. E con solo una delle osservazioni di LIGO, abbiamo imparato qualcosa su come una stella è esplosa miliardi di anni fa. Questa è la promessa dell'astronomia delle onde gravitazionali in azione".