Nell’immaginario collettivo, la danza mortale tra un buco nero e una stella di neutroni è un valzer perfetto: una spirale di cerchi sempre più stretti che culmina in un catastrofico abbraccio finale. L’Universo, però, preferisce il caos alla perfezione. Per la prima volta, un team internazionale di scienziati ha trovato prove schiaccianti che una coppia di questi oggetti estremi si è fusa seguendo un’orbita ovale (eccentrica) anziché circolare. La scoperta, pubblicata su The Astrophysical Journal Letters, non è solo un dettaglio geometrico: è un indizio fondamentale che mette in discussione le nostre teorie su come nascono e si evolvono i sistemi binari più violenti del cosmo.
L’anomalia del segnale GW200105
Tutto ha inizio con la rilevazione di GW200105, un evento di onde gravitazionali catturato dagli osservatori LIGO e Virgo. Fino ad oggi, gli astrofisici avevano dato per scontato che questi sistemi si formassero in relativo isolamento, “ripulendo” la propria orbita fino a renderla circolare prima del collasso.
Tuttavia, l’analisi guidata da Patricia Schmidt dell’Università di Birmingham, insieme a ricercatori di Madrid e del Max Planck Institute, ha rivelato una realtà ben diversa. Grazie a un nuovo modello matematico ultrasofisticato, il team ha dimostrato che i 2 oggetti si muovevano su una traiettoria ellittica poco prima della collisione. I numeri non lasciano spazio a dubbi: la probabilità che l’orbita fosse circolare è stata esclusa con una precisione del ,5%.
Un “terzo incomodo” nel buio
Perché un’orbita ovale è così importante? La risposta risiede nel passato del sistema. Un’orbita eccentrica suggerisce che il buco nero e la stella di neutroni non abbiano trascorso la loro vita in solitudine. “L’orbita rivela l’origine del sistema“, spiega Geraint Pratten, co-autore dello studio. “La forma ellittica osservata poco prima della fusione indica che il sistema non si è evoluto tranquillamente in isolamento, ma è stato probabilmente modellato da interazioni gravitazionali con altre stelle o da un terzo compagno“.
In altre parole, il sistema si sarebbe formato in ambienti stellari estremamente densi, dove il traffico di oggetti celesti è talmente elevato che gli incontri ravvicinati e gli “sgambetti” gravitazionali sono all’ordine del giorno.
Ricalcolare il cosmo
La scoperta ha avuto un effetto domino immediato sulle nostre conoscenze di GW200105. Le analisi precedenti, basate sull’errata assunzione di un’orbita circolare, avevano fornito dati imprecisi sulle masse degli oggetti coinvolti:
- la massa del buco nero era stata sottostimata;
- la massa della stella di neutroni era stata sovrastimata.
Il nuovo studio corregge il tiro, confermando che la fusione ha dato origine a un nuovo buco nero con una massa finale pari a circa volte quella del Sole. Inoltre, la ricerca non ha trovato prove di precessione (un’oscillazione simile a quella di una trottola), suggerendo che sia stata proprio la nascita turbolenta del sistema, e non la rotazione degli oggetti, a determinare la forma dell’orbita.
Verso una nuova astronomia
Questa scoperta apre una nuova finestra sulla diversità dei sistemi binari. Non tutte le fusioni sono uguali: alcune nascono dalla quiete, altre dal tumulto dei centri galattici o degli ammassi stellari. Con l’aumento della sensibilità dei nostri rivelatori di onde gravitazionali, gli scienziati si aspettano di scovare molti altri “sistemi eccentrici”. Ogni nuova orbita ovale sarà un pezzo del puzzle che ci aiuterà a mappare i luoghi più affollati e selvaggi dell’Universo, dove la gravità gioca secondo regole che stiamo ancora imparando a scrivere.
Vuoi ricevere le notifiche sulle nostre notizie più importanti?