Virgo: break tecnico dopo 200 onde gravitazionali rivelate, si riparte a giugno

Dopo 200 segnali rivelati nell’ultimo ciclo di osservazioni (Maggio 2023 – Aprile 2025), Virgo e i due rivelatori statunitensi LIGO sono in un breve break di manutenzione. Continuano invece a pieno regime le visite del pubblico all’interferometro di Cascina e il 23 Maggio un grande Open Day accoglierà il pubblico.

Da qualche settimana il network di rivelatori di onde gravitazionali LIGO – Virgo – KAGRA ha annunciato l’osservazione del duecentesimo segnale in questo periodo osservativo (O4): un record impressionante, se si considera che complessivamente nei precedenti periodi di osservazione (O1, O2, O3) i segnali rivelati sono stati 90. Questo straordinario incremento è dovuto alla maggiore sensibilità dei rivelatori, come risultato delle innovazioni tecnologiche realizzate negli scorsi anni.
Le collaborazioni scientifiche internazionali, che operano i quattro interferometri gravitazionali del pianeta (oltre a Virgo, i due LIGO negli Stati Uniti e KAGRA in Giappone) alternano infatti periodi di osservazione di circa un anno a periodi in cui si lavora sul miglioramento delle macchine, per poi riprendere ad osservare il cosmo con una sensibilità migliore. Per poter identificare con precisione la posizione e le caratteristiche delle sorgenti astronomiche è infatti cruciale che almeno tre dei rivelatori della rete siano ‘accesi’ contemporaneamente.
Da inizio aprile i quattro rivelatori della rete globale hanno concordato un break tecnico breve (9 settimane), per poi riprendere e proseguire l’ascolto dei segnali gravitazionali fino al 7 Ottobre, quando il quarto ciclo di osservazioni (O4) si concluderà ufficialmente.

In realtà, è proprio nei periodi di stop della presa dati (che limita l’accesso dei ricercatori ai punti ‘sensibili’ dell’esperimento), che l’attività scientifica e di ricerca sul sito degli Osservatori si intensifica. Nel frattempo Virgo rimane aperto ai visitatori, oltre 1.000 al mese da tutta Italia e da tutto il mondo, tanti di loro studentesse e studenti di scuole di ogni ordine e grado.

Questa pausa è stata inizialmente motivata dalla necessità di riparare una valvola di chiusura difettosa a LIGO di Livingston in Louisiana prima della stagione degli uragani di quest’anno, ma sarà l’occasione per lavorare su tutti i rivelatori della rete e migliorare ulteriormente la stabilità e la sensibilità per l’ultima parte del periodo osservativo.
A Cascina i ricercatori di Virgo stanno approfittando della pausa per sostituire uno degli specchi principali dell’interferometro, all’estremità del braccio ovest.
Per rivelare il passaggio delle onde gravitazionali, Virgo utilizza infatti l’interferenza di due fasci laser, che si propagano, in ultra-alto vuoto, lungo due bracci perpendicolari di 3 chilometri. Alle loro estremità, all’interno di campane da vuoto alte 11 metri, due specchi super riflettenti e piatti sono sospesi a grandi ammortizzatori antisismici, riflettendo i laser.

“Anche la più minuscola imperfezione sulla superficie degli specchi può compromettere il funzionamento dell’esperimento o ridurre la sensibilità – ha spiegato Diego Bersanetti, ricercatore dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Genova – Ad esempio la causa della minore efficacia dello specchio del terminale ovest, sostituito in queste settimane, è probabilmente la presenza sul suo rivestimento (coating) di una particella di pulviscolo più piccola di un millimetro. L’operazione di sostituzione in corso è molto delicata e richiederà circa un mese.”

Gli eventi che hanno generato i quasi 300 segnali gravitazionali complessivamente osservati finora da LIGO-Virgo-KAGRA, sono fusioni di sistemi binari di oggetti compatti, ossia due buchi neri, due stelle di neutroni o un buco nero e una stella di neutroni.

“La nuova Astronomia gravitazionale sta rivoluzionando il nostro modo di osservare e studiare il cosmo – ha dichiarato Gianluca Gemme, spokesperson di Virgo e ricercatore dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare – In soli 10 anni dalla prima rivelazione di un’onda gravitazionale, le nuove informazioni che abbiamo acquisito stanno trasformando le ipotesi degli astronomi sulle popolazioni di buchi neri e alcuni modelli dell’evoluzione stellare. Oggi siamo intensamente impegnati ad analizzare e studiare i dati raccolti nell’ultimo periodo di osservazione e, naturalmente, attendiamo con ansia le possibili nuove scoperte”.

La grande attesa della comunità astronomica per i prossimi mesi è quella di replicare una nuova osservazione ‘multimessaggera’, ovvero l’osservazione coordinata e ‘contemporanea’ di uno stesso evento cosmico, attraverso segnali di natura diversa: onde gravitazionali, luce, onde radio, raggi gamma e altro.. Questo è accaduto fino ad oggi una sola volta, con la famosa osservazione della fusione di due stelle di neutroni del 17 Agosto 2017, che resta un momento epocale dell’Astronomia recente.
Per questo motivo, durante i periodi osservativi, un team di ricercatori opera 24 ore su 24, 7 giorni su 7, per trasmettere il più rapidamente possibile informazioni preliminari sulla posizione e sul tipo di eventi rilevati dalle antenne gravitazionali a una rete di oltre 100 osservatori e telescopi sul pianeta.
Infine lo stop della presa dati consentirà un accesso anche dei visitatori esterni alle aree sperimentali più ’delicate’. Le visite proseguiranno, infatti, a pieno ritmo durante il break, con oltre 1000 visitatori ogni mese.

EGO, l’Osservatorio Gravitazionale Europeo, situato nella campagna vicino Pisa è la sede dell’interferometro Virgo, uno dei tre rivelatori di onde gravitazionali più grandi e sensibili al mondo, in grado di osservare attraverso questi segnali straordinari fenomeni dell’Universo profondo, come la fusione di buchi neri o di stelle. All’esperimento Virgo lavorano oltre 900 scienziate e scienzati di oltre 150 istituzioni e 20 paesi europei, ma i principali finanziatori di EGO sono: il Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) in Francia, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) in Italia, l’NWO-I (Fondazione per gli Istituti di Ricerca Scientifica dei Paesi Bassi) nei Paesi Bassi, FWO (La Fondazione per la ricerca nelle Fiandre) e FNRS (Fondo per la ricerca scientifica) in Belgio.