Coelum Astronomia 210 - 2017 - Page 92

celesti, e ci aspettiamo quindi che la maggior parte di sistemi binari si trovi in aloni “leggeri”. Il

risultato dei nostri calcoli indica che il 99% delle fusioni avviene in aloni di massa inferiore a un milione (106) di masse solari.

Basandomi su questo risultato, ho quindi ideato un modo per distinguere tra il nostro modello, in cui le onde gravitazionali sono emesse da buchi neri primordiali, rispetto a un modello in cui i buchi neri sono normali buchi neri “stellari”, cioè oggetti compatti che hanno avuto origine alla fine della vita di una stella.

Poiché gli aloni “leggeri” non possiedono abbastanza massa per dar vita a molte stelle, e tendono a essere oscuri, non saranno visibili alle survey che si basano sulla raccolta dei fotoni provenienti dalle sorgenti osservate (quindi visibili ad esempio ai telescopi ottici e ai radiotelescopi). D’altra parte è risaputo che invece i buchi neri tradizionali si formano principalmente dove la concentrazione di stelle è molto alta. Quindi, se le onde gravitazionali osservate da un rilevatore provengono da galassie con tante stelle, allora vorrà dire che si tratta di buchi neri standard, mentre se risulteranno provenire da regioni “oscure” sarebbe un indizio in più per l’ipotesi che si siano generate dalla fusione di due buchi neri primordiali.

Questo secondo studio presenta proprio

quest’idea e come metterla in pratica, correlando

una mappa di onde gravitazionali con mappe di galassie della stessa zona. Secondo i nostri calcoli, potrebbero bastare pochi anni (da 3 a 5) di osservazioni con i rilevatori di nuova generazione in arrivo dopo LIGO – quali l’extended LIGO, comprendente rilevatori in India e Giappone, o l’Einstein Telescope, un rilevatore di onde gravitazionali di terza generazione in progetto all’interno dell’EGO (European Gravitational Observatory). Unite a mappe di radiogalassie ottenute con i radiotelescopi attualmente in costruzione, quali EMU/ASKAP e SKA, dovremmo arrivare a una risposta.

Un paio di mesi dopo il nostro primo studio, Ilias Cholis ha guidato un’altra ricerca, sempre volta a distinguere gli eventi dovuti all’interazione di buchi neri primordiali da quelli dovuti invece alle interazioni di buchi neri “normali”. Questa volta il parametro considerato era l’eccentricità delle ultime orbite compiute dai buchi neri del sistema binario (si veda l’articolo I. Cholis, E. D. Kovetz, Y. Ali-Haimoud, S. Bird, M. Kamionkowski, J. B. Muñoz, and A. Raccanelli, Physical Review D 94, 084013 (2016), arXiv:1606.07437): ci siamo infatti accorti del fatto che nel caso di buchi neri primordiali, l’orbita dovrebbe essere più eccentrica e, se il nostro modello è valido, un numero piccolo ma non nullo di eventi registrati dai rilevatori dovranno avere le ultime orbite non

perfettamente circolari, distinguendo così la natura primordiale dei buchi neri coinvolti.

Altri modi per mettere alla prova la nostra ipotesi sono stati proposti da Julian Muñoz et al. usando il lensing gravitazionale dei Fast Radio Bursts (FRB) (per maggiori informazioni sui Fast Radio Bursts, si veda Coelum Astronomia 202), da Kovetz et al.

A sinistra. Un’immagine del nuovo interferometro laser EGO VIRGO, situato a Cascina in provincia di Pisa. Crediti: EGO/Virgo.

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