Come apparirebbe la nostra galassia se la osservassimo nelle onde gravitazionali? Lo mostra una simulazione realizzata da un team di astronomi della Nasa. Nel filmato sono visibili (sotto) le onde gravitazionali provenienti da una popolazione simulata di sistemi binari compatti. Tali sistemi contengono nane bianche, stelle di neutroni o buchi neri in orbite strette. Mappe come questa che utilizzano dati reali saranno possibili una volta che gli osservatori spaziali delle onde gravitazionali saranno operativi nel prossimo decennio. I punti più luminosi indicano sorgenti con segnali più forti, mentre i colori più chiari indicano quelle con frequenze più alte. Le macchie colorate più grandi mostrano fonti le cui posizioni sono meno conosciute.
Dal 2015, gli osservatori a terra hanno rilevato circa un centinaio di eventi che rappresentano fusioni di sistemi che accoppiano buchi neri di massa stellare, stelle di neutroni o entrambi. I segnali durano tipicamente meno di un minuto, hanno frequenze relativamente alte, possono apparire ovunque nel cielo e le loro fonti si trovano ben oltre la nostra galassia.
«Anche nella Via Lattea c’è abbondanza di sistemi binari e ci aspettiamo che molti di essi contengano oggetti compatti come nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri in orbite strette», ha affermato Cecilia Chirenti, ricercatrice presso l’Università del Maryland, College Park e il Goddard Space Flight Center della Nasa a Greenbelt, nel Maryland. «Ma abbiamo bisogno di un osservatorio spaziale per ‘ascoltarli’ perché le loro onde gravitazionali hanno frequenze troppo basse per i rilevatori a terra».
Gli astronomi chiamano questi sistemi Ucb (binari ultracompatti) e si aspettano che i futuri osservatori come Lisa (Laser Interferometer Space Antenna), guidato dall’Esa in collaborazione con la Nasa con un rilevante contributo dell’Italia, ne rileveranno decine di migliaia. Gli Ucb sono in genere difficili da individuare: di solito sono deboli nella luce visibile e gli astronomi attualmente ne conoscono un numero esiguo con periodi orbitali inferiori a un’ora. Scoprire nuovi Ucb è uno degli obiettivi principali di Lisa.
Utilizzando dati che simulano la distribuzione prevista e i segnali delle onde gravitazionali di questi sistemi, il team ha sviluppato un modo per combinare i dati in una visione a tutto cielo degli Ucb della galassia. Un articolo pubblicato su The Astronomical Journal descrive la tecnica.
«La nostra immagine è analoga a una visione a tutto cielo di altri tipi di luce, come quella visibile, infrarossa o raggi X», ha detto l’astrofisico del Goddard Ira Thorpe. «La promessa delle onde gravitazionali è che possiamo osservare l’universo in un modo totalmente diverso, e questa immagine lo dimostra. Mi auguro un giorno di vedere un’immagine realizzata con dati reali di Lisa stampata su un poster o su una maglietta.
Credito immagine in apertura: Goddard Space Flight Center Nasa
