Dritti alla sorgente: la rete globale di interferometri LIGO-VIRGO apre una nuova era per la scienza delle Onde Gravitazionali

Comunicato stampa pubblicato il giorno 27/09/2017

Le collaborazioni VIRGO e LIGO annunciano, nell’ambito del G7 Scienza che inizia oggi, 27 settembre, a Torino, la prima osservazione congiunta di onde gravitazionali da parte di tutti e tre i rilevatori. Questo risultato dimostra il potenziale scientifico della rete globale di rilevatori di onde gravitazionali, che consente una migliore localizzazione della sorgente e la misura delle polarizzazioni delle onde gravitazionali.

Un segnale di onda gravitazionale, prodotta dalla coalescenza di due buchi neri di masse stellari, è stato misurato dai due rilevatori di LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), che si trovano negli Stati Uniti, a Livingston, in Louisiana, e a Hanford, nello Stato di Washington, e dal rivelatore VIRGO, che ha sede allo European Gravitational Observatory (EGO) a Cascina, vicino a Pisa.

L'osservazione dei tre rilevatori è stata registrata il 14 agosto 2017 alle 10.30.43 UTC. Le onde gravitazionali – “increspature” del “tessuto” dello spazio-tempo – sono state emesse durante i momenti finali della fusione di due buchi neri, con masse rispettivamente di circa 31 e 25 volte la massa del Sole e distanti circa 1,8 miliardi di anni luce. Il buco nero così prodotto ha una massa circa 53 volte quella del nostro Sole. Ciò significa che, durante la coalescenza, circa 3 masse solari sono state convertite in energia sotto forma di onde gravitazionali.

Si tratta della quarta rivelazione di onde gravitazionali prodotte dalla fusione di un sistema binario di buchi neri. Questo nuovo evento è rilevante non solo per l’astrofisica, ma anche perché è il primo segnale di onda gravitazionale registrato dal rivelatore VIRGO, che ha recentemente completato l'aggiornamento della configurazione Advanced VIRGO.

"È stato meraviglioso vedere un primo segnale di onde gravitazionali nel nostro nuovo rivelatore, dopo solo due settimane dall’inizio della presa dati", ha commentato Jo van den Brand di Nikhef e VU University Amsterdam, coordinatore della collaborazione VIRGO. "Questa è una grande ricompensa dopo tutto il lavoro svolto negli ultimi sei anni per la realizzazione del progetto Advanced VIRGO, che ha consentito di potenziare il nostro rivelatore"

L’articolo che descrive i dettagli di questa scoperta è stato accettato per la pubblicazione dalla rivista Physical Review Letters (https://dcc.ligo.org/P170814 e https://tds.virgo-gw.eu/GW170814) e apparirà domani su arXiv.

Il rivelatore VIRGO si è unito alla rete di interferometri gravitazionali nel secondo ciclo di osservazione, chiamato O2, il 1° agosto 2017 alle ore 10:00, dopo aver ultimato il programma di aggiornamento pluriennale di Advanced VIRGO, e dopo mesi di intenso lavoro di messa a punto che ha migliorato notevolmente la sua sensibilità. La rivelazione in tempo reale è stata così realizzata mediante tutti e tre gli strumenti LIGO e VIRGO.

La collaborazione tra LIGO e VIRGO è maturata nell'ultimo decennio. Meeting congiunti delle collaborazioni e analisi comuni dei dati hanno portato le due comunità a lavorare come un’unica grande collaborazione globale, realizzando l’idea di un unico grande strumento, lanciata da Adalberto Giazotto, fisico dell’INFN e “padre” di VIRGO. La pianificazione coordinata dei periodi di attività, con tutti i rivelatori operativi, è importante per estrarre la massima quantità di informazione dai dati, e soprattutto consentire una inedita precisione nella localizzazione delle sorgenti delle onde gravitazionali: questo rappresenta una grande promessa per il futuro dell'astronomia multi-messaggera. Altri risultati, sulla base dei dati raccolti dalla rete di tre rivelatori, saranno annunciati nel prossimo futuro dalla collaborazione di LIGO-VIRGO: l'analisi dei dati è attualmente in corso e sarà presto completata.

La collaborazione VIRGO

Progetto nato dall’originale idea dell’italiano Adalberto Giazotto e del francese Alain Brillet, VIRGO conta più di 280 fisici e ingegneri appartenenti a 20 diversi gruppi di ricerca europei: otto dell’INFN in Italia; sei del CNRS in Francia; due nei Paesi Bassi con Nikhef; il MTA Wigner RCP in Ungheria; il gruppo POLGRAW in Polonia; l'Università di Valencia in Spagna ed EGO, il laboratorio che ospita ed è responsabile del funzionamento del rivelatore VIRGO in Italia.

Il gruppo VIRGO ad Urbino

L’Ateneo di Urbino partecipa a VIRGO con ruoli chiave nella costruzione dello strumento, in particolare delle sospensioni monolitiche che serviranno a ridurre ulteriormente il rumore termico, nell’analisi dati per la ricerca dei segnali da binarie coalescenti, e nella ricerca di coincidenze con segnali elettromagnetici (ottici, raggi X, raggi gamma, …).
Il ruolo chiave del gruppo VIRGO di Urbino è testimoniato dal fatto che il Prof. Gianluca M. Guidi, del Dipartimento di Scienze Pure e Applicate, ha guidato il gruppo che ha scritto l’articolo sulla scoperta: “Grazie all’uso simultaneo di tre osservatori, la posizione della sorgente è stata localizzata dieci volte meglio di quanto possibile usando solo i due rivelatori LIGO” ha commentato il Prof. Guidi “e grazie alla diversa orientazione di VIRGO rispetto ai LIGO è stato possibile per la prima volta verificare che l’onda gravitazionale è polarizzata in modo diverso da un’onda elettromagnetica, come previsto da Einstein.”.
Maggiori informazioni sull’attività ad Urbino sono disponibili su: http://virgo.uniurb.it

LIGO

È finanziato dalla National Science Foundation (NSF) degli Stati Uniti, e gestito da Caltech e MIT, che hanno ideato e realizzato il progetto. Il sostegno finanziario per il progetto Advanced LIGO è stato sostenuto dalla NSF, assieme a Germania (Max Planck Society), Regno Unito (Science and Technology Facilities Council STFC) e Australia (Australian Research Council), che hanno dato importanti contributi. Più di 1200 scienziati provenienti da tutto il mondo partecipano all’impresa scientifica attraverso la collaborazione scientifica LIGO, che include le collaborazioni GEO e OzGrav. Altri partner sono elencati all'indirizzo http://ligo.org/partners.php