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Rivelazione di onde gravitazionali da sorgenti astronomiche

La ricerca delle onde gravitazionali conosce in questi anni una fase di profondo cambiamento, con l'inizio della fase operativa degli interferometri di prima generazione, LIGO e Virgo, che avendo praticamente raggiunto la sensibilità nominale hanno iniziato nel 2009 il primo run scientifico congiunto per la ricerca di segnali di onde gravitazionali di alta frequenza.

Dal punto di vista delle osservazioni astronomiche è fondamentale, una volta che un evento potenzialmente rilevante per l'emissione di onde gravitazionali viene rivelato con telescopi o satelliti astronomici, la ricerca della presenza di un segnale concomitante (se non strettamente simultaneo) negli esperimenti di onde gravitazionali, facendo uso, laddove può essere rilevante, anche dell'informazione di posizione degli eventi astrofisici Inoltre è necessario prevedere accuratamente il segnale aspettato in onde gravitazionali; per questo lo sviluppo di un modello teorico dettagliato è mirato ad aumentare le possibilità di rivelazione e in prospettiva, costituisce il mezzo principale per avere informazioni fisiche sulle sorgenti, gettando le basi per l'astronomia delle onde gravitazionali.

 

La comunità scientifica Italiana attiva in questo settore non è particolarmente numerosa, ma svolge un'attività molto qualificata su diversi temi: presso l'INAF vengono portati avanti molti degli studi di onde gravitazionali di più diretta pregnanza astrofisica. Di rilevanza per l'applicazione ai prossimi run scientifici di LIGO e Virgo sono le attività recentemente intraprese anche in ambito INAF circa l'eventuale connessione tra eventi parossistici di alta energia ed onde gravitazionali. L'attività teorica è anche molto sviluppata. Le oscillazioni delle stelle di neutroni sono oggetto di ricerca avanzata. Di grande importanza per la missione LISA saranno i sistemi binari costituiti da buchi neri massivi. LISA sarà in grado di rilevare il segnale di onde gravitazionali di questi sistemi binari di buchi neri fino a distanze molto elevate (redshift pari z~10-15) e con la possibilità di rilevare fino a centinaia di eventi all'anno. Sono attivi in questo settore alcuni gruppi che portano avanti simulazioni numeriche dettagliate per lo studio di queste problematiche sia dal punto di vista dell'astrofisica dei sistemi di buchi neri binari che per il possibile impatto cosmologico di questi sistemi. Attualmente sono utilizzate le grandi strutture Virgo e LIGO e in futuro si potrà contare sugli avanzamenti di questi due strumenti ma anche sull’Einstein Telescope e su LISA .

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