Si è formato nella prima frazione di secondo dopo il Big Bang. È questo ciò che rende speciale un buco nero primordiale. E che ora, grazie a un recente segnale del Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (Ligo), potremmo aver finalmente ottenuto la prima prova diretta della sua esistenza. A raccontarlo in uno studio pubblicato sul server pre-print arXivsono stati gli astrofisici Alberto Magaraggia e Nico Cappelluti, dell’Università di Miami, che, sebbene potrebbero volerci ancora tempo per dimostrarlo, potrebbero essere sul punto di scoprire l’esistenza dei buchi neri primordiali e il ruolo che svolgono in uno dei più grandi misteri della cosmologia.
I buchi neri primordiali
I buchi neri, ricordiamo brevemente, sono solitamente causati dal collasso di una stella supernova, ma gli scienziati hanno a lungo ipotizzato che i buchi neri primordiali potessero essere esistiti anche nei primissimi istanti dell’Universo, senza la necessità di una stella. Fino ad oggi, tuttavia, questi fenomeni cosmici sono puramente teorici, ma se confermati potrebbero finalmente aiutarci a spiegare diverse cose, tra cui la natura della materia oscura, la sostanza invisibile che costituisce circa l’85% di tutta la materia nell’Universo. “Crediamo che il nostro studio contribuirà a confermare la loro effettiva esistenza”, ha commentato Cappelluti.
Il segnale captato da Ligo
Il nuovo studio si basa sulla recente potenziale scoperta di un buco nero subsolare, quando un segnale insolito captato da Ligo ha indicato una collisione in cui uno degli oggetti pesava meno di una massa solare, suggerendo la potenziale presenza di un buco nero primordiale. “I buchi neri più comuni si formano a seguito di una supernova, ovvero la morte di una stella massiccia“, ha spiegato l’esperto. “Pertanto, le loro masse possono variare da poche volte la massa del Sole a miliardi di masse solari”. I buchi neri primordiali, d’altra parte, dovrebbero avere masse molto inferiori.
Il rilevamento di un buco nero primordiale
Sebbene non sia escluso che il segnale sia un falso allarme dovuto al rumore generato dai giganteschi rivelatori di Ligo, gli autori del nuovo studio sono convinti che l’esistenza di un buco nero primordiale con massa subsolare sia la spiegazione più probabile. Stimando quanti buchi neri primordiali possono esistere nell’Universo e quanti di questi Ligo dovrebbe essere in grado di rilevare, sono infatti giunti alla conclusione che i buchi neri subsolari come quello che Ligo potrebbe aver osservato dovrebbero essere effettivamente rari, coerentemente con la scarsa frequenza con cui tali eventi sono stati osservati finora. “Il nostro studio suggerisce che la spiegazione più plausibile per il segnale Ligo, che non trova alcuna spiegazione astrofisica convenzionale, sia il rilevamento di un buco nero primordiale“, ha commenta Cappelluti. “E la nostra ricerca indica che questi buchi neri primordiali potrebbero rappresentare una parte significativa, se non la totalità, della materia oscura”.
Studi futuri
Dato che servirà ancora molto lavoro per far luce sul segnale di Ligo, bisognerà aspettare sperando che l’osservatorio rilevi un altro segnale insolito proveniente da quello che potrebbe essere un buco nero primordiale. Inoltre, con il continuo aggiornamento di Ligo e l’entrata in funzione di nuovi strumenti, come l’Interferometer Space Antenna (LISA) dell’Agenzia spaziale europea, un rilevatore di onde gravitazionali il cui lancio è previsto per il 2035, potremmo riuscire a individuare un numero maggiore di buchi neri primordiali per verificarne l’esistenza. “Ligo ha raccolto prove molto forti dell’esistenza di questi tipi di buchi neri. Ma dovremo rilevare un altro segnale simile, o anche diversi altri, per avere la conferma definitiva della loro esistenza”, ha concluso Cappelluti. “Quel che è certo è che non si può escludere la loro esistenza”.
