Catalogo degli eventi di onde gravitazionali

Tutte le sorgenti di onde gravitazionali che abbiamo rivelato fino ad oggi sono raccolte nel Gravitational Wave Transient Catalog (GWTC). Il GWTC è un catalogo cumulativo, aggiornato con nuove sorgenti di onde gravitazionali alla fine di ciascuna delle nostre sessioni di osservazione (o in alcuni casi durante una sessione). Il GWTC contiene non solo le sorgenti di onde gravitazionali rivelate in un determinato ciclo di osservazione, ma anche tutti i risultati scientifici associati, come le stime delle masse e delle distanze dei sistemi binari. Tutti i contenuti scientifici pubblicati con il GWTC possono essere scaricati dal Gravitational Wave Open Science Center (GWOSC).

GWTC-3 è il nostro catalogo più recente degli eventi transienti di onde gravitazionali e include tutti gli eventi rivelati nei tre cicli di osservazione condotti finora. Oltre alla prima osservazione della fusione di un sistema binario di buchi neri, GW150914, e alla prima osservazione multimessaggera della fusione di una binaria di stelle di neutroni, GW170817, il GWTC-3 presenta tutti gli eventi di onde gravitazionali osservati fino a oggi.

Il numero totale di sorgenti presenti nel GWTC-3 è 90! La Fig.1 offre una panoramica di tutte le sorgenti di onde gravitazionali contenute nel GWTC, suddivise in base al ciclo di osservazione in cui sono state rivelate. Il notevole aumento del tasso di rivelazione è dovuto ai significativi miglioramenti sperimentali nella sensibilità dei nostri rivelatori, che ci permettono di individuare segnali di onde gravitazionali sempre più lontani nel cosmo.

Ecco alcuni eventi particolarmente interessanti e inattesi inclusi nel Catalogo GWTC-3:

• GW190412: questo segnale è stato prodotto dalla coalescenza di un sistema binario di buchi neri con masse disuguali, in cui uno degli oggetti era più di tre volte più massiccio dell’altro (30 e 8 volte la massa del Sole). La differenza di massa ha generato modulazioni specifiche nel segnale, previste dalla teoria ma mai osservate prima.
• GW190425: la fusione che ha originato questo segnale potrebbe essere stata la coalescenza di un sistema binario di stelle di neutroni o una fusione in cui almeno uno degli oggetti era un buco nero. In entrambi i casi, si tratterebbe di un sistema notevolmente diverso da tutti quelli conosciuti nella nostra galassia in termini di intervallo di masse degli oggetti coinvolti.
• GW190521: la fusione di due buchi neri che ha dato origine a un buco nero risultante di circa 150 masse solari. Non avevamo mai osservato buchi neri così massicci, il che potrebbe rappresentare l’anello mancante tra i buchi neri di massa stellare e i buchi neri supermassicci osservati al centro delle galassie.
• GW190814: uno degli oggetti coinvolti in questa fusione ha una massa di circa 2,6 masse solari, rientrando nel cosiddetto “mass gap”, un intervallo di masse apparentemente troppo leggero per un buco nero e troppo pesante per una stella di neutroni. La natura dell’oggetto rimane un mistero, poiché le sole osservazioni delle onde gravitazionali non permettono di determinare se si tratti di un buco nero o di una stella di neutroni.
• GW200105 e GW200115: due eventi che rappresentano le prime osservazioni in assoluto di onde gravitazionali generate dalla fusione di sistemi misti di stelle di neutroni e buchi neri. In entrambi i casi, il segnale è stato prodotto dalle ultime orbite in decadimento prima della fusione di una coppia composta da una stella di neutroni e un buco nero.