Ep. 09 – La vita di un buco nero

Ciriaco Goddi, professore all’Università di Cagliari e membro della collaborazione internazionale Event Horizon Telescope, il network scientifico che il 10 aprile 2019 ha pubblicato la prima immagine nella storia di un buco nero. Il protagonista di quella scoperta è M87*, il buco nero supermassiccio al centro della galassia Messier 87, distante circa 55 milioni di anni luce dalla Terra. La sua massa è impressionante: 6,5 miliardi di volte quella del Sole, concentrata in una regione di spazio grande quanto il nostro sistema solare. La prima “foto” non è stata scattata con una macchina fotografica tradizionale, ma con una rete globale di radiotelescopi che lavorano insieme come un unico telescopio virtuale grande quanto la Terra. Un risultato che ha rappresentato una svolta epocale per l’astrofisica moderna.

Cosa è cambiato dal 2019 a oggi: anello stabile e conferma di Einstein

Dopo l’immagine storica del 2019, le osservazioni non si sono fermate. L’Event Horizon Telescope ha ampliato la propria rete con nuovi strumenti in Groenlandia, Arizona ed Europa, aumentando sensibilità, precisione e capacità di dettaglio.

Il risultato più importante emerso dalle analisi tra il 2017 e il 2021 è chiaro: la dimensione dell’anello luminoso attorno a M87 è rimasta costante nel tempo. Non era un dato scontato. Questa stabilità rappresenta una nuova e potente conferma della teoria della relatività generale di Albert Einstein.

Quello che vediamo non è il buco nero in sé, ma il plasma incandescente che gli ruota attorno, a temperature di milioni o miliardi di gradi. Grazie alla polarimetria, una tecnica che misura la polarizzazione della radiazione, gli scienziati hanno potuto mappare i campi magnetici vicino all’orizzonte degli eventi.

È emerso che i campi magnetici sono intensi e dinamici: la struttura dell’anello resta stabile, ma al suo interno il plasma è turbolento e in continuo cambiamento.

Campi magnetici e plasma: cosa succede davvero attorno al buco nero

I campi magnetici giocano un ruolo chiave. La gravità attira la materia verso il buco nero, ma sono i campi magnetici a regolare il movimento del plasma. Una parte della materia cade oltre l’orizzonte degli eventi, mentre un’altra viene espulsa sotto forma di getti relativistici, flussi di particelle che viaggiano a velocità prossime a quella della luce.

Questi getti possono estendersi per milioni di anni luce, ben oltre le dimensioni della galassia stessa, influenzandone l’evoluzione. L’energia in gioco è enorme: si parla di valori paragonabili a miliardi di supernove che esplodono contemporaneamente. Sono tra i fenomeni più energetici dell’universo.

Dalla fotografia al film: la prossima frontiera dei buchi neri

La nuova sfida dell’Event Horizon Telescope è ambiziosa: passare da un’immagine statica a veri e propri filmati dei buchi neri. L’obiettivo è osservare in tempo reale l’evoluzione del plasma attorno all’orizzonte degli eventi e comprendere meglio il legame tra buco nero, campi magnetici e getti relativistici.

Questa evoluzione tecnologica permetterà di capire come una regione grande quanto il sistema solare possa influenzare un’intera galassia per milioni di anni luce.

Le ricerche su M87 non solo rafforzano le basi della fisica teorica, ma aprono nuove prospettive sulla formazione ed evoluzione delle galassie, compresa la nostra. E rappresentano anche un messaggio per le nuove generazioni: la scienza dei buchi neri è ancora tutta da esplorare.

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