Il premio Into Change alla collaborazione ENGRAVE per i suoi contributi all’Astronomia Multimessaggera

Il Ministero danese dell’Istruzione Superiore e della Scienza ha premiato con un milione di euro la collaborazione internazionale ENGRAVE per aver svelato il processo di formazione degli elementi pesanti nelle fusioni di stelle di neutroni, dopo la rivelazione, il 17 Agosto 2017, della prima coalescenza di stelle di neutroni da parte delle antenne gravitazionali LIGO e Virgo. Tra i sei ricercatori e ricercatrici premiati Marica Branchesi, membro della collaborazione Virgo. 

La collaborazione scientifica ENGRAVE è stata insignita del premio Into Change, alla sua prima edizione, dal Ministero danese dell’Istruzione Superiore e della Scienza. Into Change premia i gruppi di ricerca europei che hanno condotto studi eccezionali e innovativi al più alto livello internazionale, incarnando al contempo valori scientifici fondamentali come curiosità, collaborazione e apertura. La prima edizione del premio è stata assegnata a ENGRAVE in riconoscimento delle sue scoperte rivoluzionarie all’intersezione tra fisica, cosmologia e astrofisica, e in particolare la scoperta dell’origine degli elementi pesanti nelle fusioni di stelle di neutroni.

ENGRAVE è una collaborazione internazionale per l’astronomia multimessaggera, nata per rispondere a una domanda fondamentale sulla nostra origine cosmica: dove e come sono stati creati gli elementi più pesanti della tavola periodica – come terre rare, uranio, oro e platino? Una domanda che ha rappresentato per decenni un enigma per gli scienziati. Gli elementi pesanti dovevano essersi formati con un processo di rapida cattura di neutroni da parte di nuclei più leggeri, ma nessuno sapeva per certo in quale punto dell’universo esistessero le condizioni necessarie a innescare questo processo. La svolta è arrivata nel 2017, quando per la prima volta LIGO e Virgo hanno osservato la collisione di due stelle di neutroni grazie all’emissione di onde gravitazionali, e ne hanno localizzato la sorgente, assieme ai satelliti FERMI e Integral della NASA. Sapendo la posizione nel cielo di questo evento è stato possibile osservarlo anche attraverso la sua emissione elettromagnetica, dando quindi inizio all’era della astronomia multimessaggera e dimostrando che le fusioni tra stelle di neutroni sono una fonte primaria di elementi pesanti nell’universo. 

Questa scoperta è diventata realtà grazie a un forte contributo italiano: dalle osservazioni dell’interferometro europeo Virgo, che si trova in Italia allo European Gravitational Observatory (EGO), fondato dall’INFN e dal CNRS – Centre National de la Recherche Scientifique francese, alle campagne ottiche dei telescopi REM, VLT/X-shooter e VST coordinate dal gruppo GRAWITA dell’INAF. All’inizio del 2018 i principali gruppi europei impegnati in questo ambito di ricerca hanno unito le forze, dando vita al progetto ENGRAVE, con l’obiettivo di coordinare le imponenti risorse osservative necessarie a catturare le rare esplosioni che innescano la formazione degli elementi pesanti. Il progetto riunisce l’European Southern Observatory e i telescopi Hubble e James Webb della NASA/ESA pronti a rispondere agli eventi di onde gravitazionali osservati da Virgo, LIGO e KAGRA.

La candidatura della collaborazione ENGRAVE al premio Into Change è stata presentata dall’Università di Oxford, citando Marica Branchesi (GSSI – Gran Sasso Science Institute, associata all’INFN – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Italia), Elena Pian (INAF – Istituto Nazionale di Astrofisica, Italia), Andrew Levan (Radboud University, Paesi Bassi), Stephen Smartt (University of Oxford, UK), Nial Tanvir (University of Leicester, UK) e Darach Watson (Niels Bohr Institute, Danimarca) per aver guidato scoperte decisive – sia precedenti sia successive alla nascita di ENGRAVE – che hanno individuato nelle fusioni di stelle di neutroni l’origine degli elementi pesanti. 

Il premio – pari a 8 milioni di corone danesi (circa 1 milione di euro) – sarà destinato a ENGRAVE come finanziamento quadro per la ricerca scientifica, con un riconoscimento individuale di 100.000 DKK (circa 13.000 euro) per ciascuno dei sei membri nominati della collaborazione. La cerimonia di premiazione di Into Change si svolgerà il 15 dicembre 2025, alla Royal Danish Opera House di Copenhagen.

“​​Questo premio celebra le scoperte del passato e il potenziale del presente, ma soprattutto apre la strada al futuro”, afferma Marica Branchesi, professoressa di Astrofisica al GSSI – Gran Sasso Science Institute dell’Aquila, ricercatrice associata INFN e INAF e membro della collaborazione Virgo. “L’Einstein Telescope sarà il vero punto di svolta: grazie alla sua sensibilità potremo osservare decine di migliaia di fusioni di stelle di neutroni, oggi eventi rarissimi. Con Einstein Telescope riusciremo a tracciare con precisione la formazione degli elementi pesanti lungo la storia cosmica, rivoluzionando la nostra conoscenza dell’Universo”.

Elena Pian, ricercatrice all’INAF – Istituto Nazionale di Astrofisica, evidenzia la dimensione italiana e al tempo stesso europea dei risultati scientifici di ENGRAVE che le hanno valso il premio Into Change: “L’ottenimento del risultato scientifico che è stato coronato dal premio è dipeso in modo cruciale dalla professionalità e vasta esperienza del team italiano coinvolto, e dall’accesso a strumentazione osservativa di altissima qualità e versatilità quale quella disponibile presso ESO”, afferma.

Promuovendo lo scambio interdisciplinare in tredici Paesi europei tra fisici delle onde gravitazionali, astronomi delle onde elettromagnetiche e astrofisici nucleari, ENGRAVE opera oggi all’avanguardia dell’astrofisica multimessaggera: un campo in rapido sviluppo che combina osservazioni di onde gravitazionali e radiazioni elettromagnetiche, ma anche neutrini, per comprendere gli eventi più estremi dell’universo. Così oggi, grazie anche ai contributi scientifici determinanti di ENGRAVE, la tavola periodica degli elementi può essere letta alla luce delle sue origini cosmiche.

EGO, l’Osservatorio Gravitazionale Europeo, situato a Cascina, nella campagna pisana, ospita l’esperimento Virgo, l’unico rivelatore di onde gravitazionali in Europa e uno dei quattro al mondo. Le onde gravitazionali sono segnali cosmici molto deboli che ci permettono di osservare fenomeni straordinari nell’Universo profondo, come la fusione di buchi neri o di stelle. Circa 1000 scienziate e scienziati di 20 Paesi contribuiscono alla collaborazione scientifica Virgo. L’Osservatorio Gravitazionale Europeo (EGO) è finanziato dal Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) in Francia, dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) in Italia, dall’Istituto Nazionale di Fisica Subatomica (Nikhef) nei Paesi Bassi, dalla Fondazione per la Ricerca delle Fiandre (FWO) e dal Fondo Belga per la Ricerca Scientifica (F.R.S.-FNRS).