L’inglese Royal Astronomical Society (RAS), rappresenta una delle più prestigiose autorità scientifiche internazionali e conferisce ogni anno una serie di premi e medaglie per la ricerca astrofisica e geofisica. Tra questi anche il Group Achievement Award, che nel 2025 è stato assegnato ad un progetto scientifico di ampio respiro, nel quale il contributo italiano (compreso quello dell’Università di Milano-Bicocca) è stato e continua ad essere davvero importante fin dalla sua nascita: lo European Pulsar Timing Array (EPTA). Il premio è stato conferito nei giorni scorsi, in attesa, tra qualche mese della cerimonia ufficiale di premiazione.
EPTA nasce nei primi anni duemila con l’obbiettivo di rivelare onde gravitazionali a bassissima frequenza tramite l’osservazione congiunta di una serie di “orologi cosmici” molto precisi, le cosiddette “pulsar”, minuscole ma densissime stelle di neutroni il cui battito (corrispondente ad una rotazione su sé stesse) può variare, a seconda della specifica pulsar, da alcuni secondi fino ad arrivare al ritmo esasperato di ben 716 giri in un solo secondo: queste pulsar super velocemente rotanti vengono chiamate “pulsar a milllisecondo”. Correlando fra loro le minuscole variazioni dei battiti di queste stelle si può misurare il passaggio di onde gravitazionali di bassissima frequenza provenienti da sistemi binari di buchi neri supermassicci.
Per capire quanto bassa sia la frequenza delle onde gravitazionali indagate da EPTA, e quanto di conseguenza siano difficili da afferrare, ricordiamo anzitutto che esse, in ossequio alla teoria della Relatività Generale di Albert Einstein, viaggiano alla velocità della luce. La loro frequenza va da 1 a 100 miliardesimi di Hertz. Siccome un Hertz equivale a un ciclo al secondo, la lunghezza di queste onde va da circa 0,3 anni-luce (che corrispondono a circa mille volte la distanza tra il Sole e Nettuno), fino a circa 30 anni luce, ovvero circa 3 volte la distanza che ci separa dalla stella Sirio.
Per poter misurare le minime variazioni prodotte nello spazio-tempo da queste onde lunghissime, il consorzio EPTA ha messo insieme, nel tempo, una dozzina di istituti di ricerca e oltre 80 ricercatori (al 2025, ma se ne sono avvicendati molti di più) che per 25 anni hanno osservato, e continuano a farlo, svariate decine di pulsar, circa 60, selezionate a questo scopo.
Fin dai primordi del terzo millennio (con alcune anticipazioni anche negli anni 90 del 1900), iniziò dunque una fase osservativa da parte dei più grandi e potenti radiotelescopi europei: Effelsberg (Germania), Jodrell Bank (Regno Unito), Nançay (Francia) e Westerbork (Paesi Bassi), poi raggiunti in corsa dal Sardinia Radio Telescope dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) che in quei primi tempi era ancora in costruzione nelle colline intorno a San Basilio, non lontano da Cagliari.
A questo sforzo osservativo e tecnologico si è poi aggiunto quello teorico e interpretativo, in cui si sono inserite con successo l’Università di Milano-Bicocca, con un team condotto da Alberto Sesana, professore ordinario di Astrofisica del dipartimento di Fisica dell’ateneo, e anche il Gran Sasso Science Institute (GSSI), a dimostrazione della varietà e dell’importanza del ruolo italiano in EPTA.
I risultati di questo lavoro ultraventennale sono stati presentati inizialmente nel 2021 e successivamente nel 2023, con una seconda importante release che estendeva il precedente set di dati, migliorava la determinazione di parametri cruciali per l’individuazione delle onde gravitazionali di bassissima frequenza e, non secondariamente, rendeva i dati disponibili ad altri ricercatori.
I fondi Europei, insieme alle risorse di Ateneo, hanno consentito di costruire all’Università di Milano-Bicocca un gruppo di ricerca che ha giocato un ruolo chiave in queste importanti scoperte, grazie al contributo dei ricercatori Golam Shaifullah, Aurelien Chalumeau, Nataliya Porayko, Matteo Bonetti, Elisa Bortolas, David Izquierdo-Villalba e Alessia Franchini, coadiuvati dalle dottorande Irene Ferranti, Beatrice Moreschi, Fabiola Cocchiararo e Federica Fastidio e dal tesista Riccardo Truant della laurea magistrale in Astrophysics and Space Physics.
«I risultati del 2023 sono scaturiti da uno sforzo pluridecennale – spiega il professor Alberto Sesana – che ha coinvolto il meglio della strumentazione e della ricerca europea. L’unione dei mezzi tecnici e delle capacità di tutti è stato l’ingrediente fondamentale e siamo felici che il nostro team di Milano-Bicocca abbia contribuito a questo successo».
Questo metodo di lavoro è proprio alla base delle motivazioni che hanno indotto la Royal Astronomical Society a conferire un premio dedicato ai “risultati ottenuti dal gruppo” (Group Achievement Award), come spiega, in attesa della cerimonia ufficiale che avverrà tra qualche mese, lo stesso istituto britannico: «Uno dei punti di forza dell'EPTA è la sua struttura ampia, diversificata ed egualitaria. Coinvolgendo collaboratori di diverse nazionalità e background e in particolare incoraggiando e supportando i ricercatori all'inizio della carriera, l'EPTA è un modello di collaborazione internazionale e generazionale».
