Io e Mattia dal Giro delle Orobie alle nuove onde gravitazionali

di Igor Andreoni

*Lavora presso la Swinburne University of Technology a Melbourne (Australia) e fa parte di OzGrav, il “Centro d’Eccellenza per la Scoperta di Onde Gravitazionali”.

Saranno passati quindici anni ormai da quando io e Mattia abbiamo percorso il Giro delle Orobie assieme. Che emozione guardare le montagne, soprattutto le nostre! Non ci si stanca mai, forse perché rappresentano la nostra voglia di guardare oltre, più lontano, e ci invitano ad andare al di là dei nostri limiti. Martedì scorso io dall’Australia e Mattia Bulla, bergamasco come me e ora Astrofisico presso l’Università di Stoccolma in Svezia, ci siamo scritti reciprocamente le congratulazioni perché entrambi abbiamo preso parte a una delle scoperte scientifiche più importanti degli ultimi decenni: la scoperta di una kilonova associata a un segnale di onde gravitazionali.

Neanche tre settimane fa è stato assegnato il Premio Nobel per la Fisica ai tre padri delle onde gravitazionali. L’esperimento che hanno realizzato con gli strumenti Ligo e Virgo è forse il più preciso mai effettuato nella storia: sono riusciti misurare quanto lo spazio (o meglio, lo spazio-tempo) viene compresso e stiracchiato quando due buchi neri si sono scontrati. Due buchi neri che si scontrano sprigionano una quantità enorme di energia che, però, non possiamo vedere con i nostri telescopi, neanche con i più potenti al mondo.

Il 17 agosto scorso è successo qualcosa di nuovo, qualcosa che quasi non speravamo più che accadesse. Non sono stati due buchi neri a scontrarsi questa volta, ma due stelle di neutroni. Queste stelle sono speciali perché pesano più o meno come il Sole, quasi 500mila volte più della Terra, ma sono così dense da occupare lo spazio di una palla grande poco più di Bergamo. Quando le stelle di neutroni si scontrano, non solo generano onde gravitazionali come i buchi neri, ma emettono tantissima luce. Questo scontro tra oggetti titanici è stato così luminoso che siamo riusciti a vederlo addirittura al di fuori dalla nostra Galassia, a distanze quasi impossibili da concepire, a meno che uno non sia familiare con un numero di chilometri pari a 1 seguito da ben 21 zeri!

Il 17 agosto era un giorno insospettabilmente calmo per noi astronomi. Quando in Italia era mattina, per me che ora lavoro in Australia era già sera. Ed era una sera terribilmente noiosa, visto che dovevo aspettare la mezzanotte per iniziare una teleconferenza internazionale – simile a una telefonata tra molte persone che vivono in ogni continente, dove è inevitabile che qualcuno debba star sveglio fino a tardi per partecipare. Noiosa finché sono arrivate quelle email, inaspettate, surreali proprio perché rendono vero il sogno di una vita di tanti fisici ed astronomi, chiamandoci tutti immediatamente all’azione. Ligo ha trovato un nuovo segnale di onde gravitazionali, molto diverso da ogni segnale mai trovato prima. Meno di due secondi dopo, il satellite Fermi ci comunica dallo spazio che un lampo di raggi gamma ha raggiunto la Terra. Questa non può essere una coincidenza, hanno pensato tutti. Infatti gli eventi successivi hanno confermato che i due fenomeni erano strettamente legati. Un segnale di onde gravitazionali è stato trovato quasi allo stesso tempo di un lampo di raggi gamma: apriti cielo!

Letteralmente, dato che quasi metà degli astronomi professionisti hanno iniziato una folle corsa a tutti i telescopi disponibili per cercare altri segnali luminosi che potessero testimoniare che due stelle di neutroni si siano effettivamente scontrate. Quello che tutti cercavamo era una nuova sorgente nel cielo, simile a una nuova stella, che si trovasse dove fino a pochi minuti prima non si vedeva altro che buio. Questa volta avevamo dalla nostra parte le onde gravitazionali, che ci hanno aiutato a guidare i telescopi indicandoci la regione di cielo dove era più conveniente cercare. Circa undici ore dopo, una nuova sorgente è stata finalmente trovata da un piccolo telescopio ottico chiamato Swope, in Cile. Era la kilonova che stavamo cercando!

Ma la storia non finisce qui, perché solo settimane di studio e centinaia di osservazioni hanno permesso di capire a fondo questo fenomeno. Insieme al mio relatore di dottorato, il professore associato Jeff Cooke, abbiamo attivato e coordinato le osservazioni con svariati telescopi per portare al massimo quanto possiamo imparare da questa scoperta. Ora sappiamo che elementi come oro e platino si formano soprattutto quando due stelle di neutroni si scontrano, abbiamo verificato che le onde gravitazionali viaggiano veloci come la luce, e si sono aperte nuove frontiere per capire come funzioni l’Universo. Fino a tre anni fa potevamo soltanto guardare il cielo. Poi abbiamo iniziato ad “ascoltarlo”, grazie alle onde gravitazionali. Ora possiamo sia vedere che “ascoltare” quando oggetti estremi si scontrano e si distruggono. Ora possiamo percepire il cielo in un modo più completo e del tutto nuovo.

È stata una vittoria della collaborazione, della voglia di investire tempo e denaro per migliorare la nostra tecnologia fino a poter osservare quanto, fino a pochi giorni fa, rimaneva solo un sogno lontano. Quindi ancora congratulazioni a Mattia, che è autore di un articolo scientifico sulla prestigiosa rivista Nature , a tutti gli altri Italiani che hanno contribuito alla scoperta, e a tutti coloro che credono che la curiosità valga ancora qualcosa.