A settembre 2020, la collaborazione LIGO/Virgo, un grande team di scienziati che lavorano in diverse università in tutto il mondo, ha annunciato di aver rilevato il segnale binario di onde gravitazionali più massiccio osservato fino ad oggi, che chiamarono GW190521. In un articolo pubblicato su Lettere di revisione fisica , hanno esplorato l'ipotesi che questo segnale fosse prodotto dalla fusione di due buchi neri, con almeno la massa del componente primario nel gap di massa previsto dalla teoria della supernova di instabilità di coppia.

Ricercatori dell'Université de Genève, tecnologia, La Sapienza e l'INFN hanno recentemente esaminato ulteriormente i dati LIGO/Virgo e hanno esplorato una spiegazione alternativa per l'evento GW190521. Nella loro carta, pubblicato anche su Lettere di revisione fisica , hanno specificamente considerato la possibilità che l'evento GW190521 potesse essere associato a buchi neri primordiali, quelli prodotti nell'universo primordiale.

"Il nostro articolo è nato dall'osservazione da parte della collaborazione LIGO/Virgo del cosiddetto evento GW190521, la fusione di due buchi neri, "Antonio Riotto, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio, ha detto a Phys.org. "Il buco nero più massiccio risulta essere nel cosiddetto gap di massa, questo è, in una gamma di masse in cui gli argomenti astrofisici sono carenti nello spiegare la natura astrofisica di un tale buco nero. Il nostro obiettivo primario era capire se l'evento potesse avere una spiegazione all'interno dello scenario primordiale del buco nero, cioè., da quei buchi neri che si generano nell'universo primordiale e le cui masse possono cadere nel gap di massa senza alcun problema."

Per esaminare la possibilità che un segnale sia associato al cosiddetto scenario del buco nero primordiale, si può calcolare la velocità con cui due buchi neri di origine primordiale si fondono (cioè, loro tasso di fusione) per produrre un segnale di onde gravitazionali. Successivamente, i ricercatori devono confrontare questa previsione con il tasso di fusione che sarebbe necessario per spiegare il segnale osservato.

"Abbinando tale previsione al tasso osservato necessario per spiegare l'evento GW190521, abbiamo trovato i parametri dello scenario [che erano] necessari e verificato se sfuggivano ai vincoli attuali di altri esperimenti, per esempio., quelli dei vincoli di fondo cosmico a microonde (CMB), — disse Riotto. — Anzi, si scopre che l'evento GW190521 può essere spiegato dalla nostra ipotesi iniziale del buco nero primordiale".

Riotto e i suoi colleghi hanno dimostrato che l'evento GW190521 osservato dalla collaborazione LIGO/Virgo potrebbe essere teoricamente spiegato dalla fusione di buchi neri primordiali. Nel futuro, il loro lavoro potrebbe quindi informare altri studi volti a confermare l'esistenza di buchi neri primordiali. Nel frattempo, i ricercatori intendono esplorare la possibilità che altri eventi rilevati dalla collaborazione LIGO/Virgo abbiano avuto origine da buchi neri primordiali.

"Come parte dello sforzo in corso per stabilire l'esistenza di buchi neri primordiali utilizzando i dati delle onde gravitazionali attuali e futuri, abbiamo organizzato un workshop che riunisce scienziati che studiano i buchi neri sia della comunità primordiale che di quella astrofisica, così come i membri della collaborazione LIGO/Virgo, con l'obiettivo di creare sinergie tra esperti di diversi settori, " Gabriele Franciolini, un altro ricercatore coinvolto nello studio, ha detto a Phys.org. "Con più di 300 partecipanti, la grande partecipazione dimostra il diffuso interesse della comunità scientifica in questa entusiasmante linea di ricerca."

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