Fusione GW200105: l'orbita eccentrica tra buco nero e stella di neutroni ridefinisce i modelli dei sistemi binari

Nel corso del 2026, la comunità scientifica internazionale continua ad analizzare con estremo interesse le profonde implicazioni derivanti dalla registrazione del segnale di onde gravitazionali denominato GW200105. Questo evento cosmico, catturato con precisione dalle collaborazioni degli osservatori LIGO e Virgo, ha rappresentato la prima prova inconfutabile e dettagliata della fusione tra un buco nero e una stella di neutroni, un fenomeno verificatosi a una distanza siderale di circa 910 milioni di anni luce dal nostro pianeta. Il risultato finale di questa collisione cataclismica è stata la genesi di un nuovo buco nero, la cui massa calcolata si attesta approssimativamente intorno alle 13 masse solari.

Una svolta scientifica di primaria importanza è emersa grazie a una rianalisi meticolosa dei dati relativi a GW200105, effettuata attraverso l'impiego di un modello di onde gravitazionali all'avanguardia sviluppato presso l'Istituto di Astronomia delle Onde Gravitazionali dell'Università di Birmingham. Il team di esperti, che vede tra i suoi protagonisti la ricercatrice Patricia Schmidt, ha utilizzato questo approccio innovativo per definire con una precisione senza precedenti i parametri orbitali dei due corpi celesti prima del loro impatto definitivo. L'indagine ha dimostrato per la prima volta che l'orbita non era circolare, bensì eccentrica ed ellittica, un dato che smentisce le precedenti teorie che ipotizzavano traiettorie quasi perfette per sistemi binari di questa natura. I dettagli di questa scoperta sono stati pubblicati ufficialmente sulla prestigiosa rivista The Astrophysical Journal Letters in data 11 marzo 2026.

Secondo le deduzioni di Schmidt e dei suoi collaboratori, l'elevato grado di eccentricità orbitale osservato è il risultato diretto di una formazione dinamica del sistema, suggerendo che la coppia abbia subito l'influenza gravitazionale di fattori esterni, come il passaggio ravvicinato di altre stelle o la presenza di un terzo corpo celeste nel sistema originario. Geraint Pratten, ricercatore presso l'Università di Birmingham, ha evidenziato come la forma marcatamente ellittica dell'orbita sia la firma di una storia evolutiva turbolenta e caotica. Questa revisione della geometria orbitale ha reso necessario correggere le stime precedenti sulle masse dei componenti, che erano state calcolate basandosi sull'assunto errato di un'orbita circolare. In passato, tali modelli semplificati avevano portato a sottostimare la massa del buco nero a sole 9 masse solari, sovrastimando contemporaneamente quella della stella di neutroni a 2 masse solari.

Il nuovo modello computazionale ha confermato la massa del buco nero a 13 masse solari, escludendo l'ipotesi di un'orbita circolare con un livello di confidenza statistica superiore al 99,5%, un risultato ottenuto mediante rigorose analisi bayesiane. Tale evidenza richiede un aggiornamento sostanziale dei modelli teorici che descrivono la nascita di questi sistemi binari estremi. Gonzalo Morras, dell'Università Autonoma di Madrid, ha sottolineato come questa scoperta provi che non tutte le coppie formate da un buco nero e una stella di neutroni condividano la medesima origine evolutiva. Parallelamente, i ricercatori dell'Istituto Max Planck per la Fisica Gravitazionale sono riusciti a misurare simultaneamente l'eccentricità e la mancanza di una precessione dello spin rilevante. L'assenza di tale precessione indica che l'eccentricità era una caratteristica intrinseca fin dalla formazione del sistema e non un effetto indotto durante le fasi finali dell'avvicinamento.

L'arricchimento del catalogo astronomico con fusioni caratterizzate da orbite eccentriche permetterà agli astrofisici di elaborare statistiche più robuste, fondamentali per comprendere quale percentuale di questi sistemi si origini da interazioni dinamiche in ambienti ad alta densità stellare, come gli ammassi globulari. Questo progresso segna l'inizio di una nuova epoca per l'astronomia delle onde gravitazionali, dove la valutazione dell'eccentricità diventa un parametro obbligatorio per garantire un'interpretazione corretta e profonda delle future osservazioni dello spazio profondo.