La Collaborazione LVK degli interferometri gravitazionali LIGO negli Stati Uniti, Virgo in Italia e KAGRA in Giappone, ha annunciato la rivelazione della fusione dei buchi neri più massicci mai osservati attraverso le onde gravitazionali. La fusione ha prodotto un buco nero finale con una massa 225 volte superiore a quella del nostro Sole. Finora sono state osservate, attraverso onde gravitazionali, circa 100 fusioni di sistemi binari di buchi neri, la più massiccia delle quali era la sorgente GW190521, con una massa totale significativamente inferiore: “solo” 140 volte quella del Sole. Il segnale, denominato GW231123, è stato osservato dagli interferometri gemelli LIGO il 23 novembre 2023, durante il quarto ciclo di osservazione (O4) della rete LVK, al quale Virgo si è unito ad aprile 2024, conclusi i lavori di potenziamento.
Oltre ad avere una massa elevata, approssimativamente di 103 e 137 volte quella del Sole, i due buchi neri che si sono fusi ruotavano molto rapidamente: questo ha reso il segnale particolarmente complesso da interpretare. Estrarre informazioni accurate dal segnale ha quindi richiesto l’utilizzo di modelli teorici che tengono conto della dinamica complessa di buchi neri con elevata velocità di rotazione. La scoperta di un sistema così massiccio e con un’elevata velocità di rotazione non solo rappresenta una sfida per le tecniche di analisi dei dati, ma ha anche un rilevante impatto sugli studi teorici dei canali di formazione dei buchi neri e sulla modellizzazione delle forme d’onda. In effetti, i modelli attuali di evoluzione stellare non permettono l’esistenza di buchi neri così massicci, che potrebbero essersi formati in precedenti fusioni di buchi neri più piccoli.
“Con il periodo di osservazione continua più lungo mai effettuato e una sensibilità migliorata, la quarta campagna di osservazione LIGO-Virgo-KAGRA sta fornendo informazioni preziose per la nostra comprensione dell’universo”, spiega Viola Sordini, ricercatrice presso l’Istituto IP2I del CNRS a Lione e viceresponsabile della Collaborazione Virgo. “Questa scoperta apre una nuova stagione di risultati, con molti altri attesi nel corso dell’estate, e nuove scoperte attese nei prossimi due anni. Le pubblicazioni dei risultati saranno seguite dal rilascio pubblico dei dati, a supporto della comunità scientifica più ampia e della scienza aperta”.
Il risultato GW231123 sarà presentato alla 24ª Conferenza Internazionale sulla Relatività Generale e la Gravitazione (GR24) e alla 16ª Conferenza Edoardo Amaldi sulle Onde Gravitazionali, tenute congiuntamente come incontro GR-Amaldi a Glasgow, nel Regno Unito, dal 14 al 18 luglio 2025.
