Vista aerea del sito della Vergine che mostra l'edificio Mode-Cleaner, l'edificio centrale, il braccio ovest lungo tre chilometri e l'inizio del braccio nord. Gli altri edifici comprendono uffici, laboratori, sale computer e la sala controllo dell'interferometro. Credito:La collaborazione della Vergine/CCO 1.0
In agosto, rivelatori in due continenti hanno registrato segnali di onde gravitazionali da una coppia di buchi neri in collisione. Questa scoperta, annunciato oggi, è la prima osservazione di onde gravitazionali da tre diversi rivelatori, segnando una nuova era di maggiori intuizioni e una migliore localizzazione degli eventi cosmici ora disponibili attraverso osservatori di onde gravitazionali in rete globale.
La collisione è stata osservata il 14 agosto alle 10:30:43 a.m. Coordinated Universal Time (UTC) utilizzando i due rivelatori LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) finanziati dalla National Science Foundation (NSF) situati a Livingston, Louisiana, e Hanford, Washington, e il rivelatore della Vergine, finanziato da CNRS e INFN e situato vicino a Pisa, Italia.
Il rilevamento da parte della LIGO Scientific Collaboration (LSC) e della collaborazione Virgo è il primo segnale di onde gravitazionali confermato registrato dal rivelatore Virgo. Un documento sull'evento, una collisione designata GW170814, è stato accettato per la pubblicazione sulla rivista Lettere di revisione fisica .
"Poco più di un anno e mezzo fa, NSF ha annunciato che il suo Osservatorio sulle onde gravitazionali dell'interferometro laser ha effettuato il primo rilevamento in assoluto di onde gravitazionali, risultante dalla collisione di due buchi neri in una galassia lontana un miliardo di anni luce, ", ha affermato il direttore della NSF France Córdova. "Oggi, siamo lieti di annunciare la prima scoperta fatta in collaborazione tra l'osservatorio di onde gravitazionali Virgo e la collaborazione scientifica LIGO, la prima volta che un rilevamento di onde gravitazionali è stato osservato da questi osservatori, situato a migliaia di miglia di distanza. Questa è una pietra miliare entusiasmante nel crescente sforzo scientifico internazionale per svelare gli straordinari misteri del nostro universo".
LIGO gestisce due siti di rilevamento:uno vicino a Hanford nella parte orientale di Washington, e un altro vicino a Livingston, Louisiana. Il sito del rivelatore Livingston è raffigurato qui. Credito:Collaborazione LIGO
Le onde gravitazionali rilevate - increspature nello spazio e nel tempo - sono state emesse durante i momenti finali della fusione di due buchi neri, uno con una massa circa 31 volte quella del nostro sole, l'altro circa 25 volte la massa del sole. L'evento, situato a circa 1,8 miliardi di anni luce di distanza ha provocato un buco nero rotante con circa 53 volte la massa del nostro sole, il che significa che circa tre masse solari sono state convertite in energia da onde gravitazionali durante la coalescenza.
"Questo è solo l'inizio delle osservazioni con la rete abilitata da Virgo e LIGO che lavorano insieme, " afferma il portavoce di LSC David Shoemaker del Massachusetts Institute of Technology (MIT). "Con la prossima corsa osservativa prevista per l'autunno 2018, possiamo aspettarci tali rilevamenti settimanalmente o anche più spesso".
LIGO è passato a un rivelatore di onde gravitazionali di seconda generazione, conosciuto come Advanced LIGO, che consiste di due interferometri identici. Inizio attività a settembre 2015, Advanced LIGO ha condotto due sessioni di osservazione. La seconda sessione di osservazione, "O2, " iniziato il 30 novembre, 2016, e si è conclusa il 25 agosto, 2017.
Il rivelatore della Vergine, anche ora un rivelatore di seconda generazione, si è unito alla corsa O2 il 1 agosto, 2017 alle 10:00 UTC. Il rilevamento in tempo reale il 14 agosto è stato attivato con i dati di tutti e tre gli strumenti LIGO e Virgo.
Vista del rivelatore LIGO a Hanford, Washington. La ricerca LIGO è svolta dalla LIGO Scientific Collaboration, un gruppo di più di 1, 000 scienziati delle università degli Stati Uniti e di altri 14 paesi. Credito:Laboratorio LIGO
"È meraviglioso vedere un primo segnale di onde gravitazionali nel nostro nuovissimo rivelatore Advanced Virgo solo due settimane dopo che ha iniziato ufficialmente a rilevare i dati, " afferma Jo van den Brand di Nikhef e Vrije Universiteit Amsterdam, portavoce della collaborazione Virgo. "Questa è una grande ricompensa dopo tutto il lavoro svolto nel progetto Advanced Virgo per aggiornare lo strumento negli ultimi sei anni".
Quando un evento viene rilevato da una rete di tre rilevatori, l'area nel cielo che potrebbe contenere la sorgente si riduce in modo significativo, migliorare la precisione della distanza. La regione del cielo per GW170814 ha una dimensione di soli 60 gradi quadrati, più di 10 volte più piccola della dimensione utilizzando i dati disponibili dai soli due interferometri LIGO.
"Essere in grado di identificare una regione di ricerca più piccola è importante, poiché si prevede che molte fusioni di oggetti compatti, ad esempio quelle che coinvolgono stelle di neutroni, producano emissioni elettromagnetiche a banda larga oltre alle onde gravitazionali, " dice Laura Cadonati di Georgia Tech, vice portavoce della LIGO Scientific Collaboration. "Queste informazioni di puntamento di precisione hanno consentito a 25 strutture partner di eseguire osservazioni di follow-up basate sul rilevamento LIGO-Virgo, ma non è stata identificata alcuna controparte, come previsto per i buchi neri".
"Con questo primo rilevamento congiunto da parte dei rilevatori Advanced LIGO e Virgo, abbiamo fatto un passo avanti nel cosmo delle onde gravitazionali, " dice David H. Reitze del Caltech, direttore esecutivo del Laboratorio LIGO. "Virgo offre una nuova e potente capacità di rilevare e localizzare meglio le sorgenti di onde gravitazionali, uno che porterà senza dubbio a risultati entusiasmanti e imprevisti in futuro."
