L’articolo apparso il 29 giugno 2021 su Astrophysical Journal Letters aggiunge un nuovo importante tassello nella comprensione dell’universo estremo. Per la prima volta sono stati infatti misurati i segnali gravitazionali prodotti dalla fusione tra un buco nero e una stella di neutroni, previsti dagli astrofisici già da diversi decenni, ma finora mai osservati. Il 5 gennaio 2020, il rivelatore Advanced LIGO di Livingston, Louisiana, negli Stati Uniti, e Advanced Virgo, l’interferometro italiano situato a Cascina, in provincia di Pisa, hanno osservato il primo evento. Solo dieci giorni più tardi, il 15 gennaio, una seconda onda gravitazionale, analoga alla prima, è stata rivelata da entrambi gli interferometri Advanced LIGO, e ancora una volta da Advanced Virgo.

I segnali, denominati GW200105 e GW200115 - codici che identificano anno, mese e giorno dell’osservazione dell’onda gravitazionale - hanno fornito importanti informazioni sulle caratteristiche fisiche dei sistemi che li hanno emessi, come le masse delle sorgenti primarie (8,9 e 1,9 volte quella del nostro Sole per GW200105 e 5,7 e 1,5 masse solari per GW200115) e la distanza di queste ultime rispetto al nostro pianeta (900 milioni di anni luce e un miliardo di anni luce per il primo e il secondo evento, rispettivamente).

Oltre a fare luce su una classe di fenomeni rari e offrire la possibilità di studiare le leggi fondamentali della fisica in contesti estremi non riproducibili sulla Terra, questo risultato apre la strada verso la comprensione dei meccanismi responsabili dei fenomeni di fusione di sistemi binari misti in cui un buco nero e una stella di neutroni che ruotavano uno attorno all’altra si sono alla fine fusi, formando così un unico oggetto compatto.

Le due osservazioni sono consistenti sia con lo scenario di ‘evoluzione isolata’ che con lo scenario di ‘formazione dinamica’ in un ammasso stellare giovane o nelle vicinanze di un nucleo galattico attivo. Nel primo caso, il sistema buco nero – stella di neutroni verrebbe dall’evoluzione di una binaria stellare, mentre nel secondo caso sarebbe il risultato di un’interazione ravvicinata tra corpi celesti in un ammasso stellare. Al momento i rivelatori LIGO e Virgo sono in fase di aggiornamento con l'obiettivo di guardare ancora più lontano nel cosmo. Aspettiamo con grande curiosità ulteriori osservazioni di binarie miste, per poter meglio comprendere i loro scenari di formazione.