Nuove informazioni sulla flessione delle onde gravitazionali nello spaziotempo

I bozzoli delle stelle morenti potrebbero essere una nuova fonte di onde gravitazionali.

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I bozzoli delle stelle morenti potrebbero essere una nuova fonte di onde gravitazionali, sulla base di simulazioni eseguite per valutare cosa accade con i detriti trovati attorno alle stelle quando entrano nei loro ultimi anni. I bozzoli si formano quando una stella massiccia perde detriti mentre collassa in un buco nero. Quando i getti si scontrano con gli strati collassati della stella morente, attorno al getto si forma una bolla, o un “bozzolo”. I bozzoli sono luoghi turbolenti, dove gas caldi e detriti si mescolano in modo casuale e si espandono in tutte le direzioni dal getto.

Le onde gravitazionali sono associate a sistemi binari, come le fusioni di due buchi neri, o di due stelle di neutroni, o di una di ciascuno. Tuttavia, gli astrofisici hanno ipotizzato che le onde gravitazionali potrebbero essere prodotte da un'unica sorgente non binaria.

Secondo i ricercatori della Northwestern University i turbolenti ed energetici bozzoli di detriti che circondano le stelle massicce morenti potrebbero anche essere una fonte di onde gravitazionali.

Le onde gravitazionali sono onde dell'intensità della gravità generate da masse accelerate nello spazio sotto forma di onde che si muovono verso l'esterno dalla loro sorgente alla velocità della luce. Queste onde esercitano un'influenza sullo spaziotempo, comprimendo e allungando qualsiasi cosa sul loro cammino.

Le simulazioni saranno testate utilizzando dati reali, concentrandosi sulle onde gravitazionali dei bozzoli. La fonte principale dei dati sarà lo studio della banda di frequenza che l'Osservatorio delle onde gravitazionali dell'interferometro laser (LIGO) è in grado di rilevare. Gli osservatori LIGO si trovano a Hanford Site, Washington e a Livingston, Louisiana.

Gli osservatori LIGO hanno lo scopo di rilevare le onde gravitazionali mediante interferometria laser. Gli osservatori utilizzano specchi distanziati di quattro chilometri l'uno dall'altro in grado di rilevare una variazione inferiore a un decimillesimo del diametro di carica di un protone.

Anche con tecnologie avanzate come LIGO, gli scienziati possono rilevare solo le onde gravitazionali provenienti da esplosioni asimmetriche a frequenza più elevata. Fortunatamente, i bozzoli attorno alle stelle morenti sono sia asimmetrici che altamente energetici.

Il ricercatore capo Ore Gottlieb ha presentato la sua ricerca durante un briefing virtuale al 242esimo incontro dell'American Astronomical Society. La presentazione, intitolata "Morti stellari a getto e turbolente: nuove fonti di onde gravitazionali rilevabili da LIGO", ha avuto luogo alle 12:15 EDT di lunedì 5 giugno (2023), come parte di una sessione intitolata "Discoveries in Distant Galaxies ."

Gottlieb e i suoi collaboratori hanno utilizzato nuove simulazioni all’avanguardia per modellare il collasso di una stella massiccia. Quando le stelle massicce collassano nei buchi neri, possono creare potenti deflussi (o getti) di particelle che viaggiano a una velocità prossima a quella della luce. Le simulazioni di Gottlieb hanno modellato questo processo: dal momento in cui la stella collassa in un buco nero fino alla fuga del getto.

La simulazione ha mostrato una fonte inaspettata che ha interrotto i calcoli, un fenomeno che è stato fatto risalire al bozzolo, indicando che il bozzolo era un’interessante sorgente di onde gravitazionali.

Le simulazioni sono state rese possibili dall’uso del supercomputer Summit del Dipartimento dell’Energia dell’Oak Ridge National Laboratory degli Stati Uniti e del supercomputer Perlmutter del National Energy Research Scientific Computing Center.

Il dottor Tim Sandle è redattore capo di notizie scientifiche del Digital Journal. Tim è specializzato in giornalismo scientifico, tecnologico, ambientale e sanitario. È anche un microbiologo praticante; e un autore. Si interessa anche di storia, politica e attualità.

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