Come quasi tutti sanno, un buco nero è un pozzo gravitazionale che risucchia tutto ciò che lo circonda. Cosa accadrebbe quindi se due di questi mostri cosmici, conosciuti come i corpi più massicci dello spazio, entrassero in collisione?
La risposta più breve sarebbe: entrano in una fusione brutale dopo la collisione, rilasciando più energia di qualsiasi morte stellare e formando, di conseguenza, un buco nero con un nucleo ancora più massiccio. Ma la pratica è un po’ più complessa di così.
Unire i buchi neri
Non è così comune che due buchi neri si avvicinino fino al punto di fondersi, ma può succedere. In teoria, dal punto di vista astrofisico, la probabilità che due di questi mostri orbitino vicini l’uno all’altro è relativamente facile.
In pratica, tuttavia, è più complicato, perché affinché entrambi gli oggetti massicci entrino in orbita, è necessario il momento angolare e anche molta energia dissipata – qualcosa che, in un ambiente privo di attrito come l’Universo, è piuttosto complesso da ottenere.
Questa “danza” tra due buchi neri, in generale, può avvenire in due modi: o nascono così vicini, frutto di un sistema stellare binario; oppure possono anche incontrarsi casualmente nelle profondità dello spazio, come spiega al sito l'astrofisico Paul Sutter, della Stony Brook University e del Flatiron Institute Space.com.
Una volta che entrambi sono vicini, possono rimanere così indefinitamente, finché non si scontrano fino al punto di fondersi. È qui che entra in gioco quello che gli astronomi chiamano il “problema dell’ultimo parsec”.
L'ultimo problema di parsec
L’ultimo problema del parsec è attualmente un enigma irrisolto in astrofisica, costituito da un sistema in cui due buchi neri orbitano l’uno attorno all’altro a una distanza di parsec, ovvero a circa 3,26 anni luce.
Il punto è che, matematicamente, questi oggetti non potrebbero fondersi perché, raggiunto un parsec di distanza, non potrebbero perdere ulteriore energia per avvicinarsi ancora di più, e rimarrebbero quindi in orbita l'uno attorno all'altro all'infinito.
Ma la realtà è che gli astrofisici possono rilevare le onde gravitazionali che sono il risultato di questa fusione – cioè, ciò avviene realmente. La risposta a questa equazione potrebbe essere a poco più di un decennio di distanza dal presente.
Questo perché, nel 2035, l'Agenzia spaziale europea (ESA) prevede di lanciare nello spazio la missione LISA (acronimo di Laser Interferometer Space Antenna).
LISA è un osservatorio di onde gravitazionali che si concentrerà sullo studio proprio di queste onde che compaiono quando i buchi neri si incontrano. Allora forse potremo comprendere in dettaglio l’intero processo di unione dei buchi neri supermassicci.
Fino ad allora, possiamo attenerci alle simulazioni che ci mostrano cosa succede dal vivo dopo la fusione di due buchi neri – per gentile concessione della NASA.
Come puoi vedere, i buchi neri si uniscono formando una sorta di cordone ombelicale. In pochi secondi, questo “ponte” unisce entrambi i corpi celesti in una collisione.
Nonostante formi un buco nero ancora più massiccio, avrebbe una massa inferiore alla somma dei suoi buchi iniziali.
Nel 2016, ad esempio, la LIGO Scientific Collaboration (LSC), un partenariato formato da istituti di fisica internazionali e gruppi di ricerca dediti alla ricerca delle onde gravitazionali, ha rilevato il primo evento di onde gravitazionali derivante dalla fusione di buchi neri.
Di conseguenza, hanno identificato che un buco nero di 36 masse solari si è fuso con un buco nero di 30 masse solari, creandone uno nuovo che pesa 63 masse solari (invece di 66). Le tre masse solari in più sarebbero state convertite in energia sotto forma delle famose onde gravitazionali.