Il 21 maggio 2019, i rivelatori Advanced LIGO e Advanced Virgo hanno osservato un'onda gravitazionale proveniente dalla fusione di una coppia straordinaria di buchi neri. Il segnale, chiamato GW190521, ha avuto una origine dalla coalescenza di due oggetti di massa 65 e 85 masse Solari rispettivamente (MꙨ).
Entrambi gli oggetti sono molto più massicci di qualunque altro buco nero rivelato finora da Virgo e LIGO. Infatti, sulla base della nostra comprensione teorica di come funzionino le stelle massicce e di come si formino i buchi neri, si pensa che buchi neri con masse comprese tra 65 e 130 masse solari non possano essere il risultato del collasso di una stella.
Le masse straordinariamente grandi dei buchi neri che hanno prodotto GW190521 non sono semplicemente da record; esse sfidano la nostra comprensione dei meccanismi di formazione dei buchi neri e sono uno speciale laboratorio per lo studio della forza di gravità, osservata in condizioni estreme.
L’evento suggerisce quindi l'esistenza di una popolazione di fusioni di buchi neri di massa intermedia-grande che potrebbe venire scoperta durante le prossime campagne osservative di LIGO e Virgo, ai quali, nel prossimo futuro, si affiancherà anche il rivelatore Kagra in Giappone.
Il gruppo di Genova, composto da tecnici e ricercatori del Dipartimento di Fisica e INFN, è impegnato nell’esperimento Advanced VIRGO su diversi fronti: il sistema di locking dell’interferometro, la realizzazione e il controllo dell’ottica per gli stati “squeezed”della luce laser, la gestione del flusso dei dati acquisiti, lo studio dei materiali per la nuova generazione di specchi e la mitigazione delle sorgenti di rumore a bassa frequenza. L’upgrade dei vari sottosistemi del rivelatore Virgo sarà completato alla fine del 2021 e l’interferometro entrerà nuovamente in presa dati nel 2022.
In figura: L'evento GW190521 osservato dai rilevatori LIGO Hanford, LIGO Livingstone e Virgo. Gli orari sono mostrati rispetto al 21 maggio 2019 alle 03:02:29 UTC. La riga superiore mostra i dati del rilevatore nel dominio del tempo dopo il filtro di whitening sull'ampiezza del rumore di ogni strumento (linee azzurre); la forma d'onda del punto stimato dalla ricerca delle pipeline di analisi (cWB, linea nera); gli intervalli credibilità al 90% dalle funzioni di densità di probabilità a posteriori delle serie temporali della forma d'onda, ottenuti tramite inferenza bayesiana con due modelli teorici del segnale: il modello di forma d'onda BH (bande arancioni) e il modello a wavelet generico (bande viola). Gli assi delle ordinate sono in unità di deviazioni standard del rumore. La riga inferiore mostra la rappresentazione tempo-frequenza dei dati.