Ascoltare la voce dell'universo prima
delle stelle

“Einstein Telescope esplorerà l’universo attraverso le onde gravitazionali, offrendo una prospettiva unica sulla storia cosmica fino all’era oscura, quando le stelle e le galassie non si erano ancora formate. Il suo obiettivo è svelare i misteri della fisica fondamentale, dell’astrofisica e della cosmologia, come per esempio ciò che avviene nel processo di fusione delle stelle di neutroni o all’orizzonte degli eventi dei buchi neri, qual è la natura della materia oscura, se vi sono modifiche della relatività generale su scale cosmologiche, gli albori dell’universo e la sua evoluzione futura”. Questa descrizione, tratta dal sito einsteintelescope.eu, racconta di un progetto scientifico ambizioso e straordinario, di un innovativo osservatorio europeo di onde gravitazionali capace di portarci indietro nel tempo e di allargare il nostro sguardo sul cosmo e sugli oggetti astrofisici che lo abitano. Ma come riuscirà a farlo? Con quali tecnologie? In che cosa sarà diverso dagli attuali interferometri e dagli altri futuri rivelatori di onde gravitazionali? Quale sarà la sua routine osservativa? Che cosa possiamo aspettarci dall’enorme, precisissima mole di dati che promette di restituirci? Lo abbiamo chiesto a Marica Branchesi, professoressa al Gran Sasso Science Institute, ricercatrice associata all’INFN, parte del comitato tecnico scientifico nominato dal Ministero dell’Università e della Ricerca per la promozione della candidatura italiana a ospitare Einstein Telescope in Sardegna, e già protagonista — con il ruolo di coordinatrice tra la collaborazione degli interferometri gravitazionali LIGO/Virgo e la rete di telescopi elettromagnetici — di uno dei capitoli fondamentali della storia delle onde gravitazionali: la prima rivelazione di onde gravitazionali prodotte dalla fusione di due stelle di neutroni.

Intervista a Marica Branchesi, membro del comitato tecnico scientifico del MUR per la promozione della candidatura italiana a ospitare Einstein Telescope, e già protagonista della prima rivelazione di onde gravitazionali prodotte dalla fusione di due stelle di neutroni

Marica Branchesi è Professoressa Ordinaria di Astrofisica al Gran Sasso Science Institute, Accademica dei Lincei e membro del Consiglio di amministrazione dell’Agenzia Spaziale Italiana. È ricercatrice associata dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e ricopre ruoli di coordinamento nella collaborazione Einstein Telescope. Ha avuto un ruolo di primo piano nella scoperta di GW170817, che ha segnato la nascita dell’astronomia multimessaggera. Nel 2017 Nature l’ha inserita tra le dieci personalità scientifiche dell’anno; ha ricevuto il Premio Occhialini (2020) e l’Into Change Award (2025).

A poco più di un anno dallo storico annuncio dell’11 febbraio 2016 della prima rivelazione diretta delle onde gravitazionali, prodotte dalla fusione di due buchi neri, le collaborazioni LIGO e Virgo annunciano, il 16 ottobre 2017, un’altra prima osservazione: quella di onde gravitazionali prodotte dalla fusione di due stelle di neutroni. Ci spiega perché quel risultato è stato così straordinario e perché ha sancito la nascita dell’astronomia multimessaggera?
È stato un evento eccezionale. Abbiamo potuto osservare la fase finale dello spiraleggiamento di due stelle di neutroni, mentre orbitavano l’una attorno all’altra, fino alla loro fusione. Era un segnale molto lungo, di circa un minuto, più lungo di quelli prodotti dalla fusione di sistemi binari di buchi neri. Per questo abbiamo capito subito che si trattasse di un evento diverso. E la cosa straordinaria è stata che, in concomitanza con quel segnale, anche il telescopio spaziale FERMI ha registrato un lampo di raggi gamma (o gamma-ray burst), e lo stesso ha fatto il telescopio spaziale INTEGRAL. A quel punto, è partita la campagna osservativa più estesa della storia dell’umanità. Abbiamo visto segnali in tutte le bande della radiazione elettromagnetica: dopo dodici ore dal segnale di raggi gamma abbiamo osservato il segnale ottico, qualche giorno più tardi è arrivato il segnale X, poi il radio; e sostanzialmente ci sono ancora osservazioni della regione dove è avvenuta la fusione. Per la prima volta siamo riusciti a combinare insieme i segnali provenienti da due “messaggeri cosmici”, onde gravitazionali e fotoni, e questo ha avuto un impatto scientifico enorme su tanti campi di ricerca.

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