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Mercoledì 21 Agosto 2019

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ASTRONOMIA

Fotografato un buco nero, gli Astrofili: 'Evento paragonabile alla Rivoluzione copernicana o alle osservazioni di Galileo'

Il commento del gruppo di esperti cremonesi dopo la diffusione di quella che è stata definita l'immagine del secolo

Fotografato un buco nero, gli Astrofili: 'Evento paragonabile alla Rivoluzione copernicana o alle osservazioni di Galileo'

CREMONA (15 aprile 2019) La notizia dell’immagine reale di un buco nero che nei giorni scorsi si è diffusa in tutto il mondo non poteva lasciare indifferenti gli Astrofili Cremonesi che così commentano l’evento paragonabile soltanto a quelli della Rivoluzione copernicana o alle osservazioni di Galileo che per primo vede un nuovo cielo.

L’espressione buco nero è stata usata per la prima volta dal fisico americano John Wheeler, che aveva lavorato al Progetto Manhattan, denominazione data ad un programma di ricerca e sviluppo in ambito militare che portò alla realizzazione delle prime bombe atomiche durante la seconda guerra mondiale.

L’intuizione iniziale era avvenuta nel 1796 ad opera di un altro John – cognome: Michell – parroco di un piccolo villaggio inglese e pensatore che rifletteva sulla gravitazione universale del grande Isaac Newton. Michell concepì l’idea che la gravità di un oggetto sufficientemente massivo potesse fermare la luce originata dalla sua superficie. Se la luce non può abbandonare tale corpo, questo dovrebbe apparire nero, e di conseguenza invisibile.

Queste idee teoriche si rafforzarono nel 1915 per merito della relatività di Albert Einstein e sono diventate definitivamente confermate dopo che nel 2016 le onde gravitazionali hanno rivelato buchi neri fondersi insieme: un evento catastrofico capace di generare onde nello spazio-tempo dimostrando l'esistenza di questi misteriosi oggetti cosmici.

Negli anni ’10 del secolo scorso, Karl Schwarzschild, un matematico astronomo e astrofisico tedesco, rielaborando le teorie di Einstein, definì la relazione tra la massa di un oggetto e il suo effetto sulla luce: bizzarria di un modello matematico, oggetti che all’epoca si pensava avrebbero potuto anche non esistere nella realtà. Calcolò ad esempio che la Terra con la sua massa di 6000 miliardi di miliardi di tonnellate, avrebbe potuto diventare un oggetto del tipo descritto da Michell se concentrata in una sferetta di soli 9 millimetri di diametro, togliendo tutto lo spazio esistente negli atomi che la costituiscono. Il Sole in quelle condizioni sarebbe diventato una sfera di soli tre chilometri di raggio.

I buchi neri stellari si formano quando stelle con una massa di almeno 20 volte quella solare collassano su se stesse e creano una regione dove la forza di gravità è così forte che nulla può sfuggire. Il primo di questi oggetti, identificato con incertezza anche come stella di neutroni, è stato scoperto nella costellazione del Cigno, e denominato X1.

Diversa cosa sono i buchi neri supermassivi che si trovano solo al centro delle galassie.

L’impresa che ha reso possibile l’identificazione del buco nero, attraverso quello che è già stato definito "lo scatto del secolo", è dell’Event Horizon Telescope (EHT). L’EHT vede la partecipazione di centri di ricerca di tutto il mondo ed è nato grazie ad una collaborazione internazionale con lo scopo di realizzare le immagini di un buco nero.

Attualmente l’EHT è formato da un gruppo di otto radiotelescopi che lavorano in modo coordinato così da costituire un unico strumento virtuale delle dimensioni della Terra stessa, con sensibilità e risoluzione senza precedenti, utilizzando l’interferometria, ovvero il tempo di ritardo dello stesso segnale. Spiace che tra questi radiotelescopi non vi sia quello di Medicina nei pressi di Bologna, luogo ove è nata la radioastronomia italiana, luogo ove la nostra cremonese Dr.ssa Luigina Feretti ha lavorato diventandone direttore. Non è comunque mancato il contributo dei nostri scienziati all’evento.

I ricercatori hanno individuato i buchi neri più grandi, come quello al centro della nostra Via Lattea (noto come Sagittario A), che dista “solo” centomila anni luce, ma questo si è rivelato un po' più complicato che guardare il buco nero nel vicino ammasso di galassie, più esattamente al centro della galassia Virgo A (o M87), distante circa 55 milioni di anni luce, che si è visto per primo per la sua mole di oltre 6 miliardi di masse solari. Virgo A è una galassia ellittica visibile nella costellazione della Vergine che fu scoperta dall’astronomo francese Charles Messier nel 1781.

Anche se è stata definita una “foto”, la celebre immagine non lo è nel senso comune del termine: non è stata ottenuta con telescopi ottici, ma con le grandi parabole e antenne dei radiotelescopi che captano le onde radio, questo perché le onde radio possono attraversare la polvere e il gas che circonda i centri galattici. L’immagine riprende quello che è chiamato orizzonte degli eventi: una sorta di ombra che identifica il limite preciso dello spazio del buco nero. La materia che viene attratta dal buco nero si riscalda e, cadendo, emette luce e radiazione di vario tipo, parte della quale è osservabile con questi radiotelescopi.

Per l’enorme distanza, ciò che si è osservato appare molto piccolo nel cielo, si è scritto che è come se si stesse tentando di scattare la foto di un'arancia sulla Luna. In realtà, dovremmo pensare ad un luogo grande almeno quanto il nostro sistema solare osservabile ad occhio nudo – cioè fino all’orbita di Saturno – riempito di una materia che si trova in condizioni estreme. Straordinario laboratorio di fisica ove i ricercatori hanno raccolto e analizzato dati nell’ordine dei petabyte (milioni di miliardi di byte), un lavoro enorme di identificazione.

L’oggetto visto è un buco nero supermassiccio, un vuoto nero circolare circondato da un anello di luce un po' sbilenco per l’asimmetria tra la parte inferiore molto più luminosa e quella superiore più scura, che si può spiegare con un effetto rotatorio relativistico, simile all’effetto Doppler. È la nostra prima visione della sagoma di un buco nero, un'immagine che si avvicina fino al bordo inesorabile della bocca di un mostro gigantesco che sta divorando tutto ciò che gli sta intorno o che gli si avvicina troppo. Con la sua gravità deforma lo spazio-tempo e tiene insieme l’intera galassia.

Ancor più sorprendente della ripresa del buco nero è l’immaginazione e le teorie che hanno giustamente predetto il futuro. La nostra immaginazione vacilla nel cercare di immaginare un mondo in quella regione di spazio, perché se ci fossero in cielo le nubi, le astronavi e lo stesso Sole, questi sarebbero tutti fermi, perché il tempo avrebbe cessato di esistere.

Per gli appassionati del cielo rammentiamo l’accesso al nostro piccolo osservatorio – Pubblica Specola Cittadina di Viale Trento e Trieste, 21 – il primo ed il terzo venerdì del mese con accesso libero alle ore 21 precise.

15 Aprile 2019