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Le stelle, ‘assorbitrici’ di onde gravitazionali?

Per studiare le onde gravitazionali, quelle invisibili distorsioni del tessuto dello spaziotempo, occorre osservare le stelle. Di recente, un nuovo modello sviluppato in parte da alcuni ricercatori dell’American Museum of Natural History (AMNH), propone una nuova idea secondo la quale se una stella vibra alla stessa frequenza di un’onda gravitazionale, essa assorbirà l’energia di quell’onda diventando così più brillante, una previsione trascurata dalla teoria della relatività generale. Lo studio, apparso su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letterscontraddice alcune precedenti assunzioni sul comportamento delle onde gravitazionali.

Le onde gravitazionali possono essere paragonate alle onde sismiche che si originano dopo un terremoto. La differenza sta nel fatto che la sorgente dei “tremori” si trova nello spazio e produce una enorme quantità di energia, come una esplosione stellare (supernova), una coppia di stelle di neutroni di un sistema stellare binario o la fusione (merging) di due buchi neri o stelle di neutroni (video). Nonostante gli scienziati siano consapevoli dell’esistenza delle onde gravitazionali, non è stato mai possibile rivelarli direttamente e tutti i tentativi vengono realizzati attraverso esperimenti da terra o dallo spazio. In parte, uno dei motivi per cui è difficile rivelare le onde gravitazionali è legato al fatto che esse interagiscono debolmente con la materia. Oggi, però, Barry McKernan e colleghi suggeriscono che le onde gravitazionali potrebbero avere più di un effetto sulla materia rispetto a quanto sia stato ipotizzato in precedenza. Secondo il loro modello, una stella che possiede delle vibrazioni o delle oscillazioni di frequenza pari a quella di un’onda gravitazionale che la attraversi, potrà entrare in risonanza e perciò assorbire una grande quantità di energia causata dalle distorsioni dello spaziotempo. Dunque, se le stelle assorbono un grande impulso di energia, allora la loro luminosità potrà aumentare notevolmente per poi dissiparsi nel corso del tempo. Questo processo potrebbe fornire agli astronomi un metodo indiretto per rivelare le onde gravitazionali. Dal punto di vista di un rivelatore di onde gravitazionali posto sulla Terra o nello spazio, quando una stella che vibri alla giusta frequenza si troverà a passare di fronte ad una forte sorgente di onde gravitazionali, come ad esempio il merging di due buchi neri, allora il rivelatore dovrà registrare una diminuzione dell’intensità delle onde gravitazionali. In altre parole, le stelle, incluso il nostro Sole, possono eclissare le sorgenti di fondo che emettono onde gravitazionali. Ora, il passo successivo sarà quello di continuare questo studio per verificare le previsioni del modello e cercare di determinare quanto tempo sarebbe necessario per osservare questi effetti utilizzando un telescopio o un rivelatore posti sulla Terra o nello spazio.

AMNH: Hints of Gravitational Waves in the Stars
MNRAS: Stars as resonant absorbers of gravitational waves
arXiv: Stars as resonant absorbers of gravitational waves

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