È possibile rivelare le onde gravitazionali anche sulla Luna? Questa è la nuova sfida tecnologica e scientifica che prevede la realizzazione di un’antenna lunare per captare le onde gravitazionali, la Lunar Gravitational-Wave Antenna (LGWA).

La proposta, ora all’attenzione dell’ESA–European Space Agency e della NASA–National Aeronautics and Space Administration come uno degli obiettivi di una futura missione lunare, è stata elaborata da un team internazionale di scienziati e ingegneri guidato dal professor Jan Harms del Gran Sasso Science Institute (GSSI) e composto da ricercatori del GSSI, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, dell’ Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, delle Università di Firenze, Roma, Pescara, Padova, e Bologna, dello Space Boy Station srl, del Centro Italiano Ricerche Aerospaziali, dell’Osservatorio Polifunzionale del Chianti, e altri gruppi di ricerca americani ed europei.

L’idea di rendere la Luna stessa parte di un rivelatore gravitazionale sfruttando la sua intrinseca risposta alle onde gravitazionali fu elaborata già negli anni ’60 dal fisico americano Joseph Weber e portò alla realizzazione del Lunar Surface Gravimeter, un gravimetro collocato sulla superficie lunare nel 1972 durante la missione Apollo 17. L’obiettivo era osservare le vibrazioni lunari causate dalle onde gravitazionali, ma un problema tecnico del misuratore rese impossibile eseguire l’esperimento.

Il nuovo progetto, presentato sulla rivista scientifica Astrophysical Journal (vai all’articolo in Inglese), consiste in un’antenna gravitazionale sulla Luna, che potrebbe contribuire a raggiungere obiettivi scientifici specifici e, allo stesso tempo, diventare un partner ideale del rivelatore spaziale di onde gravitazionali “laser-interferometric detector LISA”, attualmente in fase di progettazione all’ESA e alla NASA, che vedrà il lancio nel 2034. La sfida tecnologica è impegnativa, e necessita la collaborazione e il coinvolgimento di diversi soggetti, ma potrà anche trarre vantaggio e contribuire in via indipendente allo sforzo tecnologico richiesto per la realizzazione dei futuri rivelatori terrestri di onde gravitazionali di terza generazione, come l’Einstein Telescope e il Cosmic Explorer.

La realizzazione di un’antenna lunare per le onde gravitazionali, posta al polo sud del nostro satellite in condizioni ambientali ottimali, potrebbe aprire nuovi e inaspettati scenari per l’astrofisica.

Spiega Enzo Brocato, direttore dell’Osservatorio Astronomico d’Abruzzo e membro del team LGWA “Come già accaduto con successo per gli esperimenti di onde gravitazionali da Terra, Ligo e Virgo, la sinergia tra il futuro rivelatore LGWA e i telescopi tradizionali, che osservano il cielo captando la luce – le onde elettromagnetiche – contribuirà a espandere le nostre conoscenze sugli oggetti che popolano il cosmo. In particolare si studieranno i sistemi binari compatti di stelle molto deboli ed elusive, le nane bianche, in tutta la galassia. LGWA sarà in grado di misurare le onde gravitazionali emesse dai buchi neri massicci e super-massicci in galassie lontane e, se lo strumento sarà efficiente come ci aspettiamo, da stelle di neutroni in rotazione. E’ importante sottolineare come, negli ultimi anni, i rivelatori di onde gravitazionali, insieme ai grandi telescopi e allo sviluppo di sempre più sensibili rivelatori di neutrini hanno attratto l’attenzione dei media sull’Astronomia multimessaggera. L’analisi congiunta dei messaggeri, ovvero luce, onde gravitazionali e neutrini, ha già mostrato risultati eccezionali, ma possiamo senz’altro dire che il meglio deve ancora venire, grazie alle nuove idee e tecnologie che ci porteranno a  scoperte rivoluzionarie e a comprendere più a fondo la natura degli oggetti compatti nell’universo. ”.

Il progetto LGWA sta ora entrando in una fase di analisi e valutazione dettagliata delle tecnologie scientifiche impiegate e del loro sviluppo, si spera coadiuvata anche dal rinnovato interesse per la Luna da parte di tante nazioni e agenzie spaziali.