Il collasso di due stelle di neutroni, l'ultima frontiera degli studi sulle onde gravitazionali

Stiamo proprio esagerando. Tenere il ritmo così incessante di scoperte e ancora scoperte sulle onde gravitazionali comincia a essere difficile. Fino a ieri si parlava di loro come dei misteri senza soluzione, enigmi da fare impallidire Dan Brown. Invece è di poche ore fa l’annuncio di una nuova rilevazione delle ormai “solite” onde gravitazionali. Questa volta la notizia è stata data nel corso di una conferenza stampa presso il National Press Club di Washington, alle 16 ora italiana; i dettagli di questa scoperta riempiranno pagine e pagine di riviste scientifiche nei secoli dei secoli.

Andiamo subito al sodo. Per la prima volta è stato visto lo stesso evento in contemporanea con una settantina di osservatori inclusi i due osservatori di onde gravitazionali, LIGO e VIRGO. L’evento visto in questione è rarissimo: il collasso di due stelle di neutroni.

Una stella di neutroni è una stella degenere, una stella che potrebbe dire “ho visto cose che voi umani… ho visto esplodere il mio interno come un fuoco d’artificio ed espellere gli strati esterni a velocità incredibile mentre il mio nucleo stellare si comprimeva”. Fantasia a parte, alcune stelle attraversano la fase finale della propria vita con una esplosione, l’esplosione di supernova. Quando accade la luminosità di una stella può quasi competere con la luminosità dell’intera galassia, come un fuoco d’artificio nel cielo notturno. E in effetti la prima documentazione umana di una supernova risale al 1054 d.C. quando astronomi cinesi (già all’epoca molto bravi nel ricopiare la volta celeste) videro per 23 giorni consecutivi una stella visibile anche di giorno! Per il principio di azione e reazione, come per esempio il rinculo del fucile, allo stesso modo l’esplosione di supernova farà comprimere la materia al centro della stella: la materia si comprime a tal punto che protoni ed elettroni si “fondono assieme”, uno dentro l’altro dando vita ai neutroni. E' come quando cerchiamo di fare una palla di neve il più compatta possibile. Siccome gli atomi sono quasi esclusivamente “vuoti” (se prendiamo un atomo di idrogeno e se, mettiamo, il protone fosse grande come una pallina da tennis, il suo elettrone sarebbe a 300 metri di distanza) immaginate quanto possa essere compatta una stella di neutroni: un cucchiaino di stella di neutroni sulla Terra peserebbe come 100 milioni di automobili. La massa del nostro sole potrebbe essere contenuta in una stella di neutroni di circa 10 chilometri di diametro. Volete un altro esempio da brividi? Per riprodurre la stessa densità di una stella di neutroni “bisognerebbe” comprimere il Duomo di Milano in una mezza Tic Tac. E non finisce qui, perché la fantasia della natura ci sorpassa sempre a destra: in termini gravitazionali, i buchi neri sono ancora peggio delle stelle di neutroni.

Capite bene che masse in gioco come i buchi neri o le stelle di neutroni possano potenzialmente fornire “interessanti” deformazioni dello spazio e del tempo, le oramai famose increspature (ripple in inglese, ondulazioni). Per fare un’analogia, in uno stagno posso produrre onde più o meno intense gettando un sasso sempre più grande: le stelle di neutroni generano onde gravitazionali molto più deboli di un buco nero. Seppure deboli, nell’annuncio odierno è stato comunicato come il 17 agosto 2017 siano state “viste e rivelate” onde gravitazionali generate da due stelle di neutroni in fase di collasso gravitazionale: mentre eravamo in spiaggia, nella costellazione dell’Idra (mitologico serpente marino). L’evento molto raro ha avuto origine 130 milioni di anni fa ed è giunto sulla Terra trovando migliaia di scienziati pronti ad analizzare ogni minimo dettaglio. La scoperta è sicuramente “un piccolo passo per l’uomo”, ma diamoci una calmata perché di questo passo saranno le onde gravitazionali a rilevare noi.