Il corpo celeste si trova al centro della galassia M87 e presenta intorno a sé una mezzaluna d’ombra che si muove, come una ballerina nell’oscurità.
di Neel V. Patel
Più di un anno fa, gli scienziati hanno diffuso la prima foto di un buco nero mai scattata. Mettendo insieme le osservazioni radioastronomiche effettuate con le antenne paraboliche in quattro continenti, la collaborazione nota come Event Horizon Telescope è riuscita a scrutare a 53 milioni di anni luce di distanza e guardare un buco nero supermassiccio, che è 6,5 milioni di volte la massa del Sole e si trova al centro della galassia Messier 87 (M87).
L’immagine mostrava una luminosa mezzaluna di gas e detriti ultra-caldi in orbita attorno all’orizzonte degli eventi del buco nero, il punto di non ritorno centrale nero come la pece che intrappola tutto ciò che passa, anche la luce. Il team EHT aveva appena ottenuto uno dei risultati più impressionanti nella storia dell’astronomia, ma si trattava solo dell’inizio. Pochi giorni fa, EHT ha pubblicato due nuove importanti riflessioni sull’”Astrophysical Journal” relative al buco nero supermassiccio di M87 (noto come M87*).
In primo luogo, il diametro dell’ombra dell’orizzonte degli eventi non cambia nel tempo, che è esattamente ciò che la teoria della relatività generale di Einstein prevede per un buco nero supermassiccio delle dimensioni di M87*. In secondo luogo, la luminosa mezzaluna che adorna questa ombra è tutt’altro che stabile: oscilla.
C’è così tanta turbolenza che circonda M87* che ha senso che la mezzaluna si agiti in continuazione. Ma il fatto che possiamo guardarlo nel tempo significa che ora abbiamo un metodo consolidato per studiare la fisica di ambiente estremi dell’universo.
“Vogliamo studiare la fisica in prossimità di un buco nero e capire il comportamento della materia”, afferma Maciek Wielgus, un astronomo dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e autore principale del nuovo studio. “Studiare la dinamica dell’aspetto a mezzaluna di un buco nero è un modo per sondare questo affascinante ambiente”.
Prima dell’EHT, gli scienziati non avevano gli strumenti sensibili necessari per comprendere i cambiamenti strutturali vissuti da un buco nero. “Era come guardare un film con una risoluzione di 1 pixel”, afferma Wielgus. “Vedi che la luminosità cambia nel tempo; chiaramente sta succedendo qualcosa, ma non si riesce ad afferrare di cosa parla il film”. (Si veda link)
Non sono scoperte dell’ultima ora, ma una nuova analisi della mezzaluna dell’ombra a partire dai dati raccolti dal 2009 al 2013 nei primi giorni dell’EHT, combinati con il set di dati del 2017 che ha portato all’immagine del buco nero. Quelli più vecchi erano meno dettagliati a causa dei vincoli del software e dell’hardware più limitato, ma hanno coperto un periodo di tempo più lungo.
Nel frattempo, il set di dati più recente consisteva in solo quattro osservazioni di M87* in una settimana, ma era molto più ricco e sfumato. Wielgus e il suo team sono stati in grado di utilizzare i dettagli dei nuovi dati per colmare le lacune dei meno recenti, grazie all’aggiunta di un nuovo filtro correttivo a una vecchia foto per renderla più nitida. L’EHT sta ancora elaborando le osservazioni del 2018 e prevede di eseguire nuove osservazioni di M87 il prossimo anno, utilizzando 10 telescopi in totale.
Queste osservazioni, che implicheranno uno studio più approfondito della mezzaluna, potrebbero rivelare nuovi particolari sulla rotazione di un buco nero, la forza del suo campo magnetico e la microfisica plasmatica della materia circostante. A loro volta, i ricercatori sperano di contribuire a risolvere il mistero dietro alcuni dei fenomeni più “selvaggi” coinvolti nei buchi neri supermassicci, come la genesi dell’espulsione di materia altamente ionizzata.
(rp)
