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Gennaio 17, 2021, domenica

Alla caccia di un buco nero | L’annuncio di Event Horizon

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Un telescopio grande quanto la terra intera. Cosí si potrebbe riassumere la sfida che astronomi di tutto il mondo hanno affrontato per cercare di ottenere la prima immagine di niente di meno che un buco nero

Ma andiamo con ordine. Cosa è esattamente un buco nero? Secondo la teoria della Relatività Generale, formulata da Albert Einstein ad inizio del secolo scorso, un buco nero non è nient’altro che una delle possibili soluzioni alle equazioni di campo di Einstein, la cosiddetta metrica di Schwarzschild. Confusi?

Comprensibile se siete a digiuno di concetti di relatività. Più semplicemente, un buco nero è un oggetto così massivo, o così compatto, che la sua forza di gravità non permetterebbe a nessun oggetto, per quanto veloce, di sfuggirgli. Nemmeno la luce potrebbe scappargli. Inoltre, qualsiasi oggetto si venisse a trovare nelle sue vicinanze, avrebbe ottime probabilità di essere inghiottito. Da questo il nome, coniato da John Archibald Wheeler nel 1967.

Buco Nero come appare nell'immaginario collettivo e come appare in una simulazione al computer
Il Buco nero, tra Fantascienza (in alto) e simulazioni (in basso) (Photo Credits: David Cartei)

In ogni caso, l’esistenza di questi oggetti era stata predetta ben prima che potessero essere osservati, anche indirettamente.

Lo stato dell’arte

Oggi la comunità mondiale di astronomi ha sufficienti prove per affermare che, al centro di ogni galassia, ci sia uno di questi oggetti, con una massa che va da qualche milione a svariati miliardi di masse solari. La Via Lattea non fa certo eccezione. Il buco nero della nostra Galassia rappresenta un obiettivo di straordinario interesse, essendo l’oggetto più massiccio a portata dei nostri strumenti attuali. Ma anche cosí, è come voler fotografare un’arancia posta sulla superficie della luna, come ha scritto qualcuno.

Difficile, ma non impossibile.

La fisica ci dice che il potere risolutivo di un telescopio, cioè la capacità di distinguere due oggetti vicini, dipende dal diametro dello strumento che stiamo utilizzando, o dalla massima distanza alla quale sono posti due o più telescopi. In quest’ultimo caso i radiotelescopi lavorano in modalità interferometrica, ed è proprio questa la configurazione che si usa per rilevare gli oggetti lontani, altrimenti inaccessibili ad un singolo radiotelescopio.

In questo caso particolare, l’arancia in questione è un oggetto di 4 milioni di masse solari, contenuto in una sfera grande al massimo quanto l’orbita di Mercurio e posta a circa 26 mila anni luce da noi.
Niente male come arancia.

L’annuncio di oggi: un grande scatto per l’umanita’

uno screenshot della teleconferenza mentre viene dato l'annuncio
Uno screenshot della teleconferenza che ha dato l’annuncio (Photo Credits: ESO)

E’ appena stato dato l’annuncio di quanto descritto fino ad ora. Il “modello” che si e’ prestato per questo scatto che ha tanto dello scientifico quanto dell’artistico e’ M-87, un buco nero nella galassia ellittica di Virgo-A. Il motivo della scelta e’ stata la praticita’: per quanto piu’ vicino, fotografare il buco nero al centro della nostra galassia avrebbe creato non pochi problemi, a causa della quantita’ di fonti di rumore che si interpongono tra la terra ed il buco nero stesso.

In questo modo, invece, il rumore e’ naturalmente inferiore e permette una piu’ semplice analisi dati.

La squadra di telescopi in azione

Per raggiungere questo obiettivo hanno lavorato, letteralmente in sincrono, alcuni dei radiotelescopi più avanzati al mondo: da ALMA (Cile), a IRAM (Spagna), al JCMT (alle Hawaii), al LMT (Messico) fino a SPT (in Antartide). Puntando contemporaneamente le loro antenne verso l’obiettivo, hanno creato un unico grande radiotelescopio, con una parabola di dimensioni equivalenti alla Terra stessa.

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Le ubicazioni dei telescopi coinvolti nello studio (Photo Credit: David Cartei)

Il flusso di dati raccolto ha richiesto un complesso lavoro di processamento, ed ha prodotto una mole di informazioni tali da non poter essere trasferita, in tempi ragionevoli, attraverso la rete. I dati sono stati fisicamente trasportati in Germania e negli Stati Uniti. La loro analisi ha dato luogo all’immagine che finalmente possiamo vedere.

Scienza e tecnologia: cosa aspettarsi?

Oltre ad essere la prima immagine di questo tipo, ed un balzo tecnologico non indifferente per le tecniche osservative, il buco nero della nostra Galassia ci permetterà di studiare la teoria della Relatività Generale ai limiti della sua validità, permettendoci di testare i modelli teorici di gravità quantistica. Ma non solo!
Forse la ricaduta più importante sarà la sensazione di aver sottratto all’ignoto una buona fetta di conoscenza, rendendoci più consapevoli della realtà in cui viviamo. Un altro piccolo tassello che potrebbe ampliare impercettibilmente il nostro modo di pensare, anche nel quotidiano.

Jacopo Fritz e Domenico Romano

© RIPRODUZIONE RISERVATA

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