L’osservazione dell’Universo, fino a pochi anni fa, era possibile grazie a telescopi o radiotelescopi che permettevano di catturare dati a diverse lunghezze d’onda. Grazie all’evoluzione tecnologica è stato possibile costruirne di sempre più efficaci (basti pensare a JWST). Solamente da poco tempo è però possibile anche rilevare un fenomeno sfuggevole, quello delle onde gravitazionali. Per farlo sono stati costruiti degli interferometri in diverse parti del Mondo (Giappone, Stati Uniti e Italia) mentre altri sono previsti in orbita nei prossimi anni.
In Italia l’interferometro si chiama Virgo e, unito alle rilevazioni di LIGO e KAGRA, permette di identificare la zona di cielo dove avvengono fenomeni particolarmente energetici ma che potrebbero comunque sfuggire ai telescopi. Per questo la loro attività permette di integrare quella dei telescopi dando informazioni sulle zone da osservare per comprendere, per esempio, fusioni tra buchi neri o sistemi ancora più complessi. Ora arrivano alcuni aggiornamenti per quanto riguarda l’attività di Virgo.
Virgo: con gli aggiornamenti migliore rilevazione delle onde gravitazionali
Secondo quanto riportato dal sito ufficiale la nuova campagna osservativa conosciuta come O4 non prenderà il via il 24 maggio 2023, come annunciato in precedenza. Questo è dovuto alla prosecuzione della fase operativa aumentandone la sensibilità. Così facendo sarà possibile osservare fenomeni che generano onde gravitazionali meno intense ma non per questo meno importanti.
La precedente campagna osservativa (O3) si era conclusa nel 2020. Sempre stando alle informazioni ufficiali, attualmente Virgo potrebbe rilevare fenomeni simili a quelli già rilevati in precedenza, ma gli scienziati vogliono spingersi oltre. In particolare ci si sta concentrando sulle fonti di rumore che limiterebbero la sensibilità dell’interferometro oltre a risolvere alcuni problemi tecnici emersi nel corso dei mesi.
Il sistema funziona attraverso una serie di specchi e laser contenuti in un sistema dove viene effettuato il vuoto spinto. A causa dei problemi segnalati sarà necessario sostituire uno degli specchi che è posizionato su un superattenuatore (così da evitare che vibrazioni naturali possano compromettere le osservazioni). Considerando la precisione del sistema saranno necessarie settimane di lavoro aggiuntive per riavere l’interferometro Virgo pienamente funzionante.
Fiodor Sorrentino (uno dei coordinatori del progetto) ha voluto far capire a quale difficoltà si trovano di fronte ingegneri e scienziati. Uno dei rumori che potrebbero interferire con le osservazioni sarebbe legato a un magnete di pochi grammi con oscillazioni di milionesimo di milionesimo di metro che si ripercuotono sullo specchio da 40 kg (anche se in maniera ancora più attenuata). Del resto per rilevare le onde gravitazionali, Virgo è in grado di misurare variazioni della lunghezza dei suoi bracci molto inferiori alla dimensione di un protone.
Gianluca Gemme (di Virgo) ha dichiarato “al momento la sensibilità dell’interferometro è in continua crescita, ma procede lentamente. Finché non rompiamo il vuoto e apriamo le torri per controllare direttamente le componenti dell’interferometro, non possiamo avere certezza di quale sia il problema. Siamo convinti che il raggiungimento della massima sensibilità dell’esperimento per sfruttare al meglio le sue potenzialità scientifiche sia prioritario rispetto ad entrare subito in presa dati. Abbiamo dunque deciso di intervenire ora per risolvere il guasto tecnico che sta rallentando la crescita di sensibilità dell’interferometro. Sono operazioni che, al di là degli interventi che dovremo fare, implicano dei tempi tecnici per rimuovere e quindi ripristinare le condizioni di ultra-alto vuoto. Solo una volta svolto questo intervento potremo definire in quali tempi Virgo potrà unirsi alle attività scientifiche di O4, che durerà 18 mesi”.
Gli scienziati (e gli ingegneri) si aspettano che Virgo, con gli aggiornamenti, possa passare dal rilevare una fusione di stelle di neutroni di dimensioni medie a una distanza di 100 milioni di anni luce fino a fusioni che avvengono a 200 milioni di anni luce (il doppio). Questo è stato possibile con l’utilizzo di un laser più potente e un sistema di riduzione del rumore quantico. L’aggiornamento più importante però riguarda uno specchio più sensibile alle alte frequenze delle onde gravitazionali. Quando saranno in funzione tutti e tre gli interferometri ci saranno nuove possibilità di osservazioni e una migliore comprensione dell’Universo.