Il "Santo Graal" della Via Lattea: cosa annunciano oggi gli scienziati

Trovare e fotografare il buco nero al centro della nostra galassia potrebbe essere l'immagine del decennio. Perché no, forse del secolo. I buchi neri affascinano il mondo scientifico da oltre un secolo, da quando Albert Einstein presentò la sua teoria sulla relatività generale per spiegare la gravità. Nel 2019 fu presentata al mondo la prima foto di un buco nero, una singolarità nella galassia M87. Scattata dall' Event Horizon Telescope (Eth), ha fatto il giro del mondo alla velocità di un clic.

Ebbene oggi sarà presentata una notizia spettacolare proprio dal gruppo che nel 2019 ci ha portato la prima foto di un buco nero. Non possiamo che presupporre che l'annuncio di oggi sia di eguale importanza.

La National Science Foundation (Nsf) degli Stati Uniti annuncia la "sensazionale scoperta" menzionando la Via Lattea con una conferenza stampa (una delle tante) dalla pagina internet dedicata ai buchi neri. Possiamo presumere che l'evento di oggi riguardi Sagittarius A*, il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia. Anche la biografia del profilo Twitter di Eht ci stuzzica su questa possibilità.

Sarebbe senza dubbio il Santo Graal dei ricercatori del gruppo Eht, desiderosi dal 2017 di fotografarlo.

L'Event Horizon Telescope

L'Eht è una rete globale di telescopi che usa l'interferometria a base molto ampia (very long baseline interferometry - Vlbi) per osservare corpi celesti con grande dettaglio, in particolare il buco nero. L'interferometria è un metodo per raccogliere segnali radio da sorgenti lontane da più telescopi, unendoli successivamente per "costruire virtualmente" un'immagine di gran lunga più dettagliata in paragone ad un singolo telescopio.

L'Eht è una collaborazione globale richiedente le forze di varie realtà del settore, come l'European Southern Observatory (Eso), la (Nsf) degli Stati Uniti e l'osservatorio Altacama Large Millimeter Array (Alma), per citarne solo alcuni. La missione principale è quella di studiare i buchi neri supermassicci, come il Sagittarius A* (chiamato anche Sgr A*) che risiede al centro della Via Lattea, la nostra galassia. La sua massa è approssimata a 4,3 milioni quella del sole e la sua posizione si calcola ad appena 25.000 anni luce dalla terra. Eht non è focalizzata solo su Sagittarius A*, bensí sui buchi neri in generale ed in particolar modo sulla fisica che ne governa il comportamento e le influenze su altri corpi celesti.

Il sistema di telescopi è già stato usato per misurare non solo le regioni di emissioni di Sagittarius A*, ma anche della galassia Messier 87 (chiamata M87 o Virgo A), dove nel 2019 i ricercatori dell'Eht hanno scattato la prima "fotografia" di un buco nero.

Cos'è un buco nero?

Il buco nero è un corpo celeste estremamente difficile da osservare direttamente. Si tratta di un corpo prodotto da implosioni di massa talmemente grandi da creare un campo gravitazionale potentissimo. Questo campo attrae materia, radiazioni e persino la luce. Nel mondo della fisica relativistica, un buco nero è una regione di elevata curvatura dello spazio tempo.

Lo studio di questi corpi ha pertinenza nella relatività generale, la teoria pubblicata da Albert Einstein nel 1916 per descrivere la gravità. Essa rimpiazza la teoria di Newton dove la gravità è un'azione tra corpi aventi massa con il concetto che la gravità è il risultato, quindi effetto, di una legge che coinvolge lo spazio tempo, la massa, l'impulso e l'energia con la "geometria" o meglio "curvatura" (da questo il termine "curvatura dello spazio tempo"). L'idea del buco nero fu quindi teorizzata da Einstein nella relatività generale per rappresentare un caso di estrema curvatura dello spazio e quindi punto di estrema forza gravitazionale.

Al centro del buco nero è presente una "singolarità", cioè un punto in cui la curvatura tende all'infinito ed il volume a zero. Ovviamente non sappiamo cosa succeda all'interno di un buco nero, ma solo che niente è capace di svuggirne l'attrazione gravitazionale. E poichè anche la luce non riesce a sfuggire, non esiste luce che possa tornare verso i nostri telescopi per farci vedere la singolarità (ricordiamo che l'occhio ha bisogno di "vedere la luce che riflette indietro verso di noi" per vedere un oggetto). Il limite tra questa singolarità e l'esterno, cioè lo spazio, è chiamato "orizzonte degli eventi" (dall'inglese event horizon). Cosa succeda oltre l'orizzonte degli eventi non si sa. Gli effetti sullo spazio tempo sono estremi. Secondo Einstein, avviene una dilatazione dello spazio tempo dove il tempo rallenta fino al'infinito (sappiamo già che il tempo rallenta in funzione della velocità). In questo caso, niente riuscirebbe a passare oltre l'orizzonte degli eventi perchè il tempo rallenterebbe e quindi un "qualcosa" ci metterebbe tempo all'infinito (cioè mai) ad entrare nel buco nero. Ovviamente la distorsione è relativa. Quindi questo avverrebbe solo per un osservatore che guarda l'orizzone degli eventi da una grande distanza. Se l'osservatore fosse l'oggetto in caduta verso la singolarità, egli non noterebbe il rallentamento del tempo.

La prima foto di un buco nero

La prima foto di un buco nero risale appena al 10 aprile 2019, quando l'Eht annunciò una scoperta sensazionale. La scoperta fu la prima foto della singolarità al centro della galassia M87 nella costellazione della Vergine. La foto, eletta da molti come "foto del secolo", illustra chiaramente un anello arancione formato dalla curvatura della luce dovuta all'intensa gravità. È una prova importantissima nella dimostrazione della relatività generale, che esplora appunto la natura della gravità come curvatura dello spazio e non come una forza invisible tra due corpi di massa.

In a huge day for astrophysics, on 4/10/19, @NSF and @ehtelescope shared the first image of a black hole.

EHT is a planet-wide array of radio telescopes built to capture a historic leap in astronomy. https://t.co/qGByGQYK4j #BlackHoleWeek

: EHT Collaboration, et al. pic.twitter.com/B5gaIHSdzV

— National Science Foundation (@NSF) May 2, 2022

Einstein pensò che se un buco nero fosse immerso in una regione luminosa, si vedrebbe un'ombra dovuta alla curvatura e la cattura della luce nell'orizzonte degli eventi. Dalle foto del 2019, si direbbe che avesse ragione. Le fotografie raccolte sono di grandissima importanza.

Non solo come conferma di una realtà presente, ma anche come metodo di confronto per modelli scientifici usati per descrivere il comportamento della curvatura spaziale. Il seguente video dell'Eht ci permette di "saltare a bordo" di un telescopio e condividere il viaggio dalla Terra fino al buco nero dentro M87.

Potete seguire l'evento in streaming sulle seguenti pagine:

• United States National Science Foundation
• European Southern Observatory
• Contacyt Mexico Canale YouTube