Per la prima volta, esperti di tutto il mondo hanno discusso la possibilità di rilevare onde gravitazionali sulla Luna
PISA – L’Osservatorio Gravitazionale Europeo (EGO) ha ospitato, gli scorsi 14 e 15 Ottobre, il primo Workshop Internazionale per la rilevazione di onde gravitazionali sulla Luna, promosso da EGO, GSSI e Vanderbilt University. L’evento ha attirato i maggiori esperti nel campo della scienza delle onde gravitazionali, della scienza planetaria e dell’esplorazione lunare per discutere le opportunità e le sfide della costruzione di un osservatorio di onde gravitazionali sulla superficie lunare.
Durante il workshop sono stati discussi aspetti cruciali di questo campo, come le proprietà geofisiche della Luna e, quindi, le limitazioni e i vantaggi (ad esempio la sismicità estremamente bassa) dell’ambiente lunare per questo tipo di osservazioni. Sono state identificate le opportunità di scoperte potenzialmente rivoluzionarie dei rivelatori lunari di onde gravitazionali e le sinergie che in futuro potranno essere sviluppate con altri rivelatori spaziali come la missione spaziale congiunta dell’Agenzia Spaziale Europea e della NASA, LISA (Laser Interferometer Space Antenna), e i futuri osservatori terrestri Einstein Telescope e Cosmic Explorer.
La presentazione di tre proposte tecnologiche per il rilevamento di onde gravitazionali sulla Luna ha concluso la prima giornata del workshop. evidenziando che i rivelatori delle onde gravitazionali lunari possono coprire la banda di osservazione inesplorata dei decihertz, (intermedia tra quelle captate da LISA e dei rivelatori terrestri), il che darebbe una soluzione alla ricerca decennale di un rivelatore di onde gravitazionali in questa banda.
L’accesso a questa gamma di frequenza potrebbe aiutarci a rilevare fusioni di nane bianche, potenzialmente associate a supernovae; o anche a prevedere la fusione di due stelle di neutroni mesi in anticipo, essendo in grado di puntare telescopi a questo tipo di binarie prima della fusione, per studi astrofisici profondi. In generale, l’accesso a un’ampia banda di frequenze ci darebbe una comprensione più completa delle proprietà astrofisiche delle sorgenti, mentre l’orbita geocentrica della Luna intorno alla Terra aumenterebbe significativamente la nostra capacità di triangolare la posizione nel cielo delle sorgenti.
Il secondo giorno è iniziato con una presentazione delle tecnologie chiave che sono sotto esame per i rivelatori lunari di onde gravitazionali, alcune delle quali sono già ad uno stato avanzato di sviluppo. I rappresentanti di alcune delle principali istituzioni di ricerca europee, come INFN, CNRS, consorzi europei di Agenzie (APPEC), i responsabili dell’ESA e della NASA hanno sottolineato che la rilevazione delle onde gravitazionali lunari, come una delle frontiere della fisica, dovrebbe essere presentata ai programmi di valutazione in corso per le future missioni scientifiche spaziali e che la realizzazione di un tale progetto può diventare realistica in un contesto di cooperazione internazionale.
“La partecipazione al workshop ha superato di gran lunga le aspettative, – ha dichiarato Jan Harms, professore del Gran Sasso Science Institute – e ha mostrato quanto interesse ci sia a livello mondiale intorno alle onde gravitazionali e all’esplorazione lunare. Dobbiamo ora lavorare con impegno per cogliere le opportunità che ci vengono date per realizzare un primo rivelatore di onde gravitazionali sulla Luna. Trasformare la nostra Luna in un’antenna risonante per i messaggi dell’Universo sarebbe un risultato storico”.
“Siamo stati tutti colpiti dalla qualità delle presentazioni – ha detto Stavros Katsanevas – direttore di EGO- che hanno presentato come caratteristica principale l’interdisciplinarietà tra la scienza delle onde gravitazionali e le scienze della Terra: la complementarità di questi approcci garantisce infatti la comprensione dettagliata delle vibrazioni lunari e l’efficacia della strumentazione proposta. L’interesse dimostrato dai funzionari di alto livello delle agenzie di finanziamento è un ottimo auspicio per lo sviluppo di questo campo emergente”.
“Siamo all’alba di una nuova era spaziale, con la Luna al centro delle nostre campagne dei prossimi anni. Questo workshop ha ottenuto un ampio consenso sul fatto che la fisica fondamentale e l’astronomia hanno un immenso potenziale sulla Luna” – ha detto Karan Jani, professore assistente di ricerca alla Vanderbilt University (USA) – “I rivelatori di onde gravitazionali lunari possono sondare le domande più importanti sul nostro universo, dalla natura dell’energia oscura alla nascita delle prime stelle. Molte delle tecnologie necessarie sono già state sviluppate dalle agenzie spaziali e dalle principali aziende private. È solo una questione di tempo prima che i nostri studenti laureati facciano i turni sulla Luna!”
Il workshop è stato sostenuto dal progetto AHEAD 2020, finanziato dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell’Unione Europea, sotto il Grant Agreement n. 871158
Istituzioni organizzatrici
EGO, Osservatorio Gravitazionale Europeo, fondato nel 2000 dal francese CNRS – Centre National de la Recherche Scientifique e dall’italiano INFN, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, ospita e opera Virgo, uno dei tre più grandi e sensibili rivelatori di onde gravitazionali al mondo, in sinergia con la Collaborazione Scientifica Virgo, costituita da oltre 700 scienziati di 15 Paesi. EGO promuove inoltre la ricerca nel campo delle onde gravitazionali in Europa. L’istituto olandese NIKhef, Dutch National Institute for Subatomic Physics, è divenuto all’inizio del 2021 membro di EGO.
Il Gran Sasso Science Institute (GSSI) è una scuola internazionale di dottorato e un centro di ricerca e formazione superiore, con lo statuto di Scuola Universitaria Superiore a Ordinamento Speciale. I corsi di dottorato e le attività della ricerca promosse dal GSSI si articolano nelle aree di Fisica, Matematica, Informatica e Scienze Sociali e i settori scientifici del GSSI sono disegnati e dettati dalla consapevolezza della complessità e dinamicità del mondo attuale. Docenti, ricercatori e studenti di ogni area scientifica sono reclutati a livello internazionale, seguendo gli standard delle migliori scuole di dottorato del mondo.
Vanderbilt University, fondata nel 1873, ha forgiato una tradizione di eccellenza accademica improntata a uno spirito unico di collaborazione e collegialità. La sua missione consiste nel cercare di far emergere il meglio dell’umanità, spingendo nuove idee alle frontiere della scoperta, sfidando i limiti del possibile e lavorando diligentemente al servizio degli altri. Il campus di Vanderbilt, strettamente collegato e simile a un parco è situato nel cuore della città in rapida crescita di Nashville, Tennessee.