Onde gravitazionali, una scoperta storica e un grande successo italiano

Tanto tuonò che piovve. Dopo ripetuti annunci di conferenze stampa che avrebbero rivelato cose meravigliose che avevano a che vedere con le onde gravitazionali, finalmente abbiamo saputo che il 17 agosto scorso due stelle di neutroni si sono fuse in un unico oggetto generando un segnale gravitazionale, seguito da un segnale X breve, ma inequivocabile, tipico dei lampi gamma corti.

Storia di una scoperta che farà storia

Tutto è iniziato con la rivelazione di un breve lampo gamma da parte del GBM a bordo della missione NASA Fermi. Come di consueto l’evento è stato annunciato immediatamente alla comunità e ha preso il nome di GRB 170817A, il primo lampo gamma rivelato il 17 agosto. Non si trattava di un evento spettacolare, giusto uno dei tanti che però vengono disciplinatamente seguiti da osservatori a terra e dallo spazio che si sono organizzati per studiare ciascun lampo, perché ognuno ha qualcosa da insegnarci.

Ma GRB170817A non era un evento di routine, giusto due secondi prima di essere rivelato dal GBM si era fatto sentire anche da uno dei rivelatori di onde gravitazionali (gli interferometri LIGO) che operano negli USA. Dal momento che poteva essere la prima coincidenza tra un segnale gravitazionale ed un segnale elettromagnetico, l’evento meritava molta attenzione. Prima di tutto si è cercato il segnale anche nel secondo rivelatore LIGO (che aveva registrato una interferenza che aveva sporcato il segnale) poi si è sfruttata anche l'informazione proveniente da Virgo (l’interferometro nella campagna pisana)  per capire da che regione di cielo venisse il segnale. L’esercizio di localizzazione veniva fatto indipendentemente combinando i dato del GBM con quelli INTEGRAL dell’Agenzia Spaziale Europea,  che pure ha rivelato il lampo gamma.

Visto che le regioni di cielo si sovrappongono i segnali gravitazionali ed elettromagnetico hanno la stessa origine. WOW.  

Guardate questa immagine che andrà nei libri di testo.

In basso il “chirp” dell’evento gravitazione con le due stelle che ruotano sempre più vicine fino a fondersi

Nei pannelli in alto il tasso di conteggi rivelato dallo strumento GBM (a bordo della missione Fermi) e dallo strumento SPI a bordo dell’europeo INTEGRAL. Vedete che il segnale di INTEGRAL è molto breve ma Pietro Ubertini (che dal 2002 lavora con i dati INTEGRAL e coordina la partecipazione italiana alla missione) non ha dubbi sulla grande utilità del breve picco grazie al quale si è potuto migliorare la localizzazione dell’evento gamma che è risultato sovrapposto a quello gravitazionale

Il puzzle delle localizzazioni incrociate è ben descritto da questa immagine che fa capire come ogni informazione sia stata importante per arrivare a definire la zona di origine del segnale.

Ma non è finita qui

Dopo una manciata di ore, quando è stato possibile puntare i telescopi sulla zona individuata sulla base dei segnali X e gravitazionale è stata vista accendersi una sorgente nella galassia NGC4993, anonima galassietta ad appena 130 milioni di anni luce da noi, decisamente vicina, in termini astronomici.

I bene informati avevano già capito quasi tutto semplicemente seguendo il succedersi delle osservazioni che, a partire dal 18 agosto e senza apparente ragione, si sono concentrate su questa anonima galassia. Lo HST, nel tentativo di essere sempre sulla cresta dell’onda mediatica, aveva persino mandato un Tweet, poi cancellato, che diceva sto guardando il merger di due stelle di neutroni.

Il satellite Chandra (che è un telescopio X) era ancora più esplicito. Stava eseguendo una osservazione non pianificata che poteva essere attivata solo in presenza di un’onda gravitazionale con controparte ottica.

Per gli astrofisici sgamati non ci voleva molto altro per capire quello che stava succedendo, ma tutti coloro che, in un modo o nell’altro, erano coinvolti nelle osservazioni non potevano aprire bocca.  

Considerando che le liste d’autori di alcuni dei lavori che vengono presentati oggi contano migliaia di astrofisici, è immediato capire l’ingessamento dell’intera comunità. Ingessamento che oggi si può sciogliere nel tripudio generale.

La nascita dell'astronomia multimessaggero

Esulta la comunità gravitazionale insieme a quella astronomica e i Presidenti di ASI, INAF ed INFN (i tre enti di ricerca interessati, citati in rigoroso ordine alfabetico) hanno condiviso la loro soddisfazioni nel corso di una conferenza stampa con la ministra Fedeli.

Inutile chiedersi chi abbia il risultato più importante.

È cruciale la rivelazione del segnale gravitazionale che permette di calcolare la massa dei corpi interessati e ci garantisce che si tratti di stelle di neutroni ad una distanza di poco più di 100 milioni di anni luce.

È cruciale la campagna da terra e dallo spazio messa a punto in anni di osservazioni di lampi gamma ed ora ulteriormente raffinata,  proprio per la ricerca di controparti di onde gravitazionali.

INAF in questo ha giocato la parte del leone ed il suo Presidente Nichi D’Amico è entusiasta dei risultati ottenuti  e dice  "Un grande successo per il Paese, e un grande successo per il nostro INAF, l'unico Ente al mondo che possiede al suo interno tutte le risorse intellettuali e strumentali per osservare l'Universo a tutte le lunghezze d'onda, da terra e dallo spazio. La presenza autorevole delle nostre ricercatrici e dei nostri ricercatori nel torrente di articoli che straripano oggi nelle più prestigiose riviste scientifiche internazionali è per noi oggetto di grande soddisfazione"

Oggi festeggiamo la nascita dell’astronomia multimessaggero che, finalmente, ci dà la possibilità di studiare gli oggetti celesti attraverso diverse finestre di osservazione.

E’ solo mettendo insieme tutte le informazioni  che possiamo ottenere una visione completa dei fenomeni celesti.

Come diceva l’immortale Totò  “E’ la somma che fa il totale “ 

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