19 agosto 2019
Aggiornato 05:30
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Onde gravitazionali, rumore di fondo 10 volte più alto delle stime

«Abbiamo stimato la densità di energia delle onde gravitazionali prodotte da tutti i sistemi binari con masse simili a quelle di GW150914». Lo studio è derivato dalle collaborazioni LIGO e Virgo

ROMA - Dopo l'11 febbraio 2016, data che ha segnato la nascita dell'astrofisica delle onde gravitazionali, un nuovo studio, frutto delle collaborazioni scientifiche Ligo e Virgo (gli stessi rivelatori che per primi hanno captato i segnali previsti cento anni fa dalla teoria della relatività generale di Einstein), indica che il segnale di fondo dovuto alla fusione di sistemi binari come quello catturato il 14 settembre 2015, potrebbe essere dieci volte più intenso delle previsioni precedenti. Lo scrive Media Inaf, il notiziario dell'Istituto Nazionale di Astrofisica, che ha intervistato Tania Regimbau, ricercatrice presso l'Observatoire de la Côte d'Azur a Nizza e co-autrice dell'articolo pubblicato su Physical Review Letters.

La Terra è bombardata dalle onde gravitazionali
Nello studio i ricercatori hanno tenuto conto del fatto che così come possono esistere altri sistemi binari composti da due buchi neri come quello che ha dato origine all'evento "GW1509 14" (dove GW sta per Gravitational Wave e il numero rappresenta - all'americana - la data di rilevazione), l'Universo è anche popolato da coppie di stelle di neutroni che si fondono tra loro. Tutte queste fusioni contribuiscono a creare un segnale di fondo di onde gravitazionali che bombarda le Terra da tutte le direzioni. Gran parte di questi eventi sono troppo distanti per essere rivelati singolarmente, ma combinandosi tra loro darebbero vita a un un vero e proprio rumore di fondo che potrebbe essere individuato correlando tra loro i segnali captati da due o più rivelatori. L'intensità di tale segnale sarebbe inoltre alla portata della sensibilità che raggiungeranno i rivelatori Ligo e Virgo tra pochi anni.

La densità di energia delle onde gravitazionali
«Abbiamo stimato la densità di energia delle onde gravitazionali prodotte da tutti i sistemi binari con masse simili a quelle di GW150914 - spiega Regimbau a Media Inaf -. La maggior parte di questi sistemi si trovano a grandi distanze e non possono essere rilevati singolarmente. È probabile che esista una popolazione di sistemi simili ma con masse inferiori che contribuisce in maniera significativa al segnale di fondo. Il valore che abbiamo ottenuto per l'ampiezza attesa di questo segnale ha un'incertezza molto grande, perché è grande l'incertezza con cui conosciamo il numero di sistemi che possono contribuire. Tuttavia, il valore medio - sostiene la ricercatrice - è pari a dieci volte le stime precedenti».

 Rumore di fondo più alto delle stime
«Per stimare il rapporto segnale rumore abbiamo integrato il segnale nella banda di frequenza del rivelatore e successivamente abbiamo integrato nel tempo - prosegue Regimbau -. Per rilevare il segnale sarà necessario attendere, a partire da oggi, un tempo minimo necessario per raggiungere la sensibilità desiderata e per poter estrarre il segnale dal rumore. A seconda del tasso di fusione dei sistemi binari, nel caso più ottimistico si parla di 2,5 anni, che diventano 3,5 anni se consideriamo il valore medio. Il livello di segnale stimato ha un'intensità alla portata dei rivelatori Virgo e LIGO quando verranno ultimati i lavori di miglioramento della loro sensibilità». Per l'interferometro Virgo, scrive Media Inaf, si parla del 2020, per il "collega" LIGO del 2019.