I fisici sostengono che almeno una delle onde gravitazionali rilevate dai rilevatori LIGO e Virgo potrebbe provenire da qualcosa di ancora più esotico, come le stelle di bosoni o le stelle di materia oscura.
Non abbiamo prove concrete dell’esistenza di questi oggetti, ma potrebbero spiegare alcuni aspetti dell’universo che al momento non sono chiari, così come le caratteristiche eccezionali di questa onda.
I rilevatori di onde gravitazionali sono stati creati per catturare fusioni tra oggetti già noti, come buchi neri e stelle di neutroni.
Tuttavia, i segni di fusioni tra buchi neri sono stati oscurati di recente importanza scientifica dalle fusioni di stelle di neutroni.
Un team internazionale ritiene che una delle onde gravitazionali rilevate, GW190521, potrebbe essere il risultato di una fusione tra due stelle composte da particelle diverse da quelle che compongono la maggior parte dell’universo familiare.
I bosoni sono particelle subatomiche con spin interi, che includono anche i fotoni e il bosone di Higgs.
Si ipotizza che bosoni non scoperti potrebbero formare stelle in cui sono raggruppati in tasche residue del Big Bang.
Secondo lo studio condotto dal dottor Sanchis-Gual dell’Università di Valencia, le stelle di bosoni si comportano in modo simile ai buchi neri, ma sono fondamentalmente diverse perché non hanno una superficie senza ritorno nota come orizzonte degli eventi e una singolarità all’interno.
Se le stelle di bosoni esistono, potrebbero contribuire alla spiegazione della materia oscura sfuggente.
Se due stelle di bosoni sono in orbite ravvicinate, potrebbero produrre un’onda gravitazionale che sarebbe difficile da rilevare.
La sfida sarebbe distinguere questa onda da quella prodotta da due buchi neri, ma si ritiene che una delle onde mostri i segni distintivi delle stelle di bosoni.
GW190521 è stato inizialmente annunciato come il risultato della fusione dei due buchi neri più pesanti e distanti mai osservati.
Tuttavia, i dettagli dell’evento hanno confuso gli astronomi, poiché la posizione sembrava essere nel disco intorno a un buco nero supermassiccio.
Inoltre, l’oggetto più grande prima della fusione aveva una massa che era considerata impossibile per una singola stella.
In due articoli, gli autori propongono che i componenti di GW190521 siano più probabilmente state stelle di bosoni che buchi neri.
Argomentano che i metodi attualmente utilizzati per elaborare le onde gravitazionali sono basati sull’assunzione che qualsiasi oggetto che contribuisca a un’onda e sia più grande di una certa massa sia un buco nero.
Eliminando queste supposizioni e simulando la fusione di stelle di bosoni, il team ha ottenuto un risultato simile a GW190521.
Forniscono anche prove che un’altra onda gravitazionale, GW190426, non è stata prodotta da stelle di bosoni, mentre GW200220 probabilmente nemmeno.
Il fatto che la simulazione corrisponda all’osservazione non prova che GW190521 sia stata una fusione di stelle di bosoni o che le stelle di bosoni esistano.
Sono state offerte spiegazioni alternative per GW190521, ma queste richiedono anche cambiamenti nel modo in cui immaginiamo l’universo.
I dibattiti sulla natura di questo evento continueranno, ma con un po’ di fortuna, future rilevazioni di onde gravitazionali ci aiuteranno a determinare quale spiegazione sia corretta.
Un articolo sulla ricerca di segni di stelle di bosoni in onde gravitazionali specifiche è stato pubblicato sulla rivista Physical Review D.
Una discussione più generale su come elaborare i dati delle onde gravitazionali per consentire più possibilità è stata pubblicata in accesso aperto sulla rivista Physical Review X.
