In quella che si ritiene sia la prima rilevazione diretta di una coppia di buchi neri che si fondono, gli astronomi hanno osservato un cataclisma cosmico che potrebbe mettere alla prova la nostra comprensione di come questi oggetti si formano ed evolvono.

La scoperta, pubblicata sulla rivista Nature, offre nuovi indizi sulle misteriose origini dei buchi neri binari:coppie di buchi neri che orbitano l’uno attorno all’altro prima di scontrarsi.

"Crediamo che questo evento sia il risultato di una coppia di buchi neri nati dall'esplosione di un'unica stella massiccia", ha detto l'autrice principale dello studio Vicky Kalogera, professoressa di fisica e astronomia alla Northwestern University.

L'esplosione stellare, conosciuta come supernova, sarebbe avvenuta centinaia di milioni di anni fa in una galassia a miliardi di anni luce dalla Terra.

"I due buchi neri risultanti dalla supernova si sarebbero trovati in un'orbita molto vicina", ha detto Kalogera. “Nel corso del tempo, avrebbero irradiato energia e perso momento angolare, causando il decadimento della loro orbita e la spirale dei buchi neri verso l’interno”.

Il tuffo finale sarebbe avvenuto in una frazione di secondo, scatenando un'esplosione di onde gravitazionali, increspature nello spaziotempo previste dalla teoria della relatività generale di Einstein.

Queste onde gravitazionali avrebbero viaggiato attraverso l’universo e alla fine avrebbero raggiunto LIGO, una coppia di interferometri laser giganti situati negli Stati Uniti. LIGO è progettato per rilevare queste increspature nello spaziotempo.

Il 21 maggio 2019, LIGO ha rilevato un segnale di onda gravitazionale che corrispondeva alla firma prevista di una coppia di buchi neri in fusione.

L’evento, soprannominato GW190521, è stata la più massiccia fusione di buchi neri binari mai osservata da LIGO. Il buco nero primario aveva una massa di circa 85 volte quella del sole, mentre il buco nero secondario aveva una massa di circa 66 volte quella del sole.

"La massa di questi buchi neri è particolarmente intrigante", ha detto Kalogera. "Sono entrambi più grandi dei tipici buchi neri di massa stellare che abbiamo osservato finora."

Ciò suggerisce che GW190521 potrebbe essersi formato attraverso un meccanismo diverso rispetto alla maggior parte degli altri buchi neri binari.

"È possibile che questi due buchi neri si siano formati da un massiccio sistema stellare binario", ha detto Kalogera. “In un sistema del genere, le due stelle si scambiano massa e alla fine si fondono, formando un unico buco nero. Questo buco nero potrebbe poi fondersi con un altro buco nero per formare il buco nero binario che abbiamo osservato”.

La scoperta di GW190521 rappresenta una pietra miliare nello studio dei buchi neri e delle onde gravitazionali. Fornisce nuove intuizioni sulla formazione e sull’evoluzione di questi oggetti e offre uno sguardo allettante sull’universo violento che si trova ben oltre la nostra portata.