Prepararsi a scrutare in un buco nero

Il Giornale Online
di Stephen Battersby

Come un occhio azzurro, la Terra guarda al centro della nostra galassia. Attraverso il bagliore e la nebbia si cerca di vedere qualcosa di distinto a circa 30.000 anni luce di distanza. Laggiù, nell'agitato cuore della galassia…no, non quei soli giganti o quelle nubi di gas in collisione; non lo splendore dei raggi gamma dell'antimateria. No, proprio al centro, dentro questa nebulosa vorticante, può esserci qualche indizio nell'ombra?

L'ombra che cerchiamo di osservare è quella di un mostruoso buco nero, un posto dove la gravità è suprema, cattura la luce e tende la fabbrica dello spazio fino al punto di rottura. I buchi neri sono forse la predizione più oltraggiosa della scienza, e benchè possiamo dipingerne fini immagini teoriche e indicare l'evidenza di molti oggetti che sembrano essere buchi neri, nessuno ne ha mai osservato veramente uno.

Tutto questo potrebbe cambiare nei prossimi pochi mesi. Gli astronomi stanno lavorando per legare assieme una rete di telescopi a microonde in tutto il pianeta, per creare un singolo strumento con una visione estremamente acuta. Punteranno questo occhio gigante verso quello che credono essere un buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, nome in codice Sagittario A* (vedi immagine http://www.newscientist.com/articleimages/mg20227091.200/0-preparing-to-peer-into-a-black-hole.html ).

Già parzialmente costruito, l'occhio a microonde ha prodotto una immagine nebbiosa di Sagittario A*. Lo scorso settembre, un team guidato da Shep Doeleman dell'Osservatorio Haystack (Massachusetts Institute of Technology) a Westford, ha pubblicato i risultati che sono abbastanza buoni per mostrare il presunto buco nero (Nature, vol 455, p 78 – http://dx.doi.org/10.1038/nature07245 ).

Presto, Doeleman e il suo team, sperano di vedere la silhouette oscura del buco. Quindi vogliono osservare la materia cadere in esso per tracciare lo spazio-tempo curvato attorno al buco nero. Questo potrebbe dirci come si è formato e come è cresciuto.
Queste osservazioni metteranno anche alla prova la teoria della relatività generale di Einstein, che predice l'esistenza dei buchi neri. Se la relativià si spezza, Doeleman e il suo team non dovrebbero vedere un buco nero, ma qualcosa di più strano.

Quello che sappiamo per certo è che qualcosa di grande si trova al centro della nostra galassia, perchè la sua potente gravità influisce sul movimento delle stelle e dei gas nelle vicinanze. Questo qualcosa è circa 4.5 milioni di volte la massa del sole e compresso in un'area della dimensione del sistema solare interno. Ci sono poche vie ovvie per questo livello di compressione. Uno sciame di stelle di neutroni o piccoli buchi neri sarebbero altamente instabili. La nostra migliore scommessa è un buco nero massiccio.

Si pensa che al centro delle galassie più grandi si trovi un buco nero supermassiccio. In alcune cosiddette galassie attive, ruotano enormi quantità di gas nel buco nero, formando un disco di materia calda attorno ad esso che spesso illumina miliardi di stelle attorno.
Il nostro mostro galattico è meno ben nutrito, sopravvive solo per un sottile flusso di gas dalle stelle vicine. Mentre questo gas cade verso il buco nero, si scalda e brilla, anche se più debolmente rispetto al disco in una galassia attiva. Vengono emessi tutti i tipi di radiazione elettromagnetica, partendo dai raggi-X (vedi immagine http://www.newscientist.com/articleimages/mg20227091.200/1-preparing-to-peer-into-a-black-hole.html ).

Chiaramente, il buco nero in sè non brilla dato che in realtà assorbe la luce. Ecco come speriamo di vederlo: la luce dal gas che si trova nel buco verrà divorata, così il buco dovrebbe mostrarsi come ombra o sagoma contro lo sfondo del gas caldo e brillante.
Vedere quest'ombra non è facile. Non ha bordi distinti perchè vedremo ancora luce e altra radiazione dal gas davanti al buco. Apparirà anche molto piccola.

Secondo la relatività, un buco nero dalla massa di 4.5 milioni di soli, dovrebbe essere 27 milioni di km in diametro e benchè la sua gravità curvi i vicini raggi di luce, facendolo apparire il doppio di dimensione (vedi diagramma), sembrerà molto piccolo. Dal nostro punto di vista, coprirebbe un angolo di soli 50 micro-arcosecondi, la dimensione di un pallone sulla luna o di un piccolo batterio a distanza di un braccio.

Nessun telescopio ordinario potrebbe vedere una tale ombra. Invece, Doeleman sta usando una tecnica ben provata, chiamata very long baseline interferometry o VLBI. Combinando le osservazioni da piatti a grande distanza nel pianeta, i radioastronomi possono in effetti ricostruire quello che verrebbe visto da un solo enorme piatto, persino uno grande quanto la Terra (vedi mappa). Dato che piatti piccoli raccolgono meno luce, una immagine VLBI è meno luminosa di una immagine che produrrebbe un piatto grande veramente quanto il pianeta, ma può rivelare molti dettagli.

Per leggere il resto dell'articolo, in inglese: http://www.newscientist.com/article/mg20227091.200-preparing-to-peer-into-a-black-hole.html

20 Maggio 2009

Tradotto da Richard per Altrogiornale.org
Fonte: www.newscientist.com

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Prepararsi a scrutare in un buco nero ultima modifica: 2009-05-20T20:54:38+00:00 da Richard
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