La prima vera immagine di un buco nero

La mia passione per lo spazio profondo nacque alle scuole medie, quando un giovane e bravo insegnante di matematica e scienze riuscì nell'intento di farmi piacere le sue materie. All'epoca era tutto così semplice: c'erano solo i pianeti, le lune, le stelle, gli asteroidi, le nane bianche, le giganti rosse, le nebulose e i misteriosi buchi neri. Ignoravo che, anni dopo, navigando sul web, avrei trovato ogni genere di nozione tale da riempirmi la testa - e oltre. Non ho mai coltivato questa mia piccola passione per l'astronomia, non ho mai speso del tempo per studiare significativamente qualcosa, tranne per quegli isolati momenti in cui mi informavo su ciò che stimolava la mia curiosità, e mi lanciavo in lunghe ricerche su vari siti, per poi proseguire nelle numerose e super tecniche pagine di Wikipedia, e finire a vedere vari e spettacolari video su YouTube. Le grandezze astronomiche, il valore quasi insignificante del tempo, e il concetto di vuoto, mi affascinano e al contempo mi intimoriscono. E così, a intervalli più o meno regolari, in piccole dosi per evitare di estraniarmi dalla realtà, di tanto in tanto effettuo delle ricerche sull'astronomia e scopro cose interessanti.

Inutile dire che i buchi neri hanno rappresentato un argomento su cui mi sono soffermato molto. Mi mandava ai matti l'idea che qualcosa finisse attirato in un punto di massa elevatissima, per scomparire nel nulla, senza lasciare traccia alcuna. La scoperta della radiazione di Hawking fu per me un tassello importante nella comprensione dei buchi neri, così come la loro evoluzione nel tempo: seppur dopo tantissimo, alla fine "muoiono" anch'essi. Un appunto sul citato Stephen Hawking: nonostante la sua voce robotica, e la differente lingua, l'ho sempre ascoltato con molto interesse, e con incredibile facilità. Compianto brillante scienziato, oltre a realizzare teorie geniali è stato anche un grande comunicatore. Un miracolo vivente, se si considera la sua storia clinica e le sue previsioni di vita effettuate all'epoca. Se fosse ancora vivo, la scoperta di oggi coronerebbe la sua carriera e forse la sua intera vita. Come anche quella di un altro genio del passato: Albert Einstein, la cui teoria della relatività in merito all'attrazione gravitazionale dei buchi neri sembra sia oggi verificata da quest'immagine, che segna la storia della scienza.

Da quando ho saputo del progetto della rete di telescopi Event Horizon, e del fatto che in data di oggi sarebbe stato pubblicato il lavoro di anni sotto forma di un'immagine esplicativa di un buco nero, sono stato in fibrillazione. Il buco nero rappresentato è quello situato al centro della galassia Virgo A, una galassia ellittica gigante visibile nella costellazione della Vergine. La sua relativa "vicinanza" alla Terra - circa 52 milioni di anni luce - ne fa uno degli obiettivi privilegiati per la ricerca astronomica, in particolare per lo studio dei fenomeni altamente energetici in opera nel suo nucleo, che ospita proprio il buco nero supermassiccio M87, della massa di 6,6 miliardi di volte superiore a quella del Sole. Ed è proprio questo il motivo per cui è stato preferito, nello studio che ha portato a questa storica fotografia, a scapito del più vicino Sagittarius A*, il buco nero situato nel centro della Via Lattea: quest'ultimo, pur distando "solo" 26000 anni luce, una massa di circa 4 milioni di volte quella del Sole, quindi molto inferiore a quella di M87, risultando per questo poco visibile. Infatti, sempre con il progetto Event Horizon Telescope si tentò di fotografare Sagittarius A*, nel 2017, senza però ottenere un risultato paragonabile a quello di oggi. I buchi neri supermassicci sono componenti caratteristiche dei centri di molte galassie ellittiche e spirali, e costituiscono i corpi celesti attorno a cui tutte le stelle della relativa galassia compiono il loro moto di rivoluzione: questo fa di loro degli elementi di grande interesse.

Fino ad ora non potevamo averne rappresentazione alcuna se non quella costruita sui rilevamenti di ciò che avviene nello spazio circostante, o almeno di quel po' che ci arriva considerate la distanze, la deviazione della luce, e le molteplici forze in gioco. Un buco nero infatti, per sua stessa natura, piega lo spazio e il tempo, assorbe la materia e l'energia, luce compresa, ed è per questo che è nero. Ma la cosa più interessante, come si vedeva nell'illustrazione del mio precedente post "Gargantua esiste davvero?", è che quando un buco nero di questo tipo costruisce attorno a sé un vorticante disco di accrescimento, formato di materia destinata ad alimentare il gigante, il risultato luminoso è spettacolare: l'interazione fra l'orizzonte degli eventi - la superficie limite oltre la quale nessun evento può influenzare un osservatore esterno, in questo caso il confine in cui nulla può più sfuggire all'attrazione gravitazionale - e il disco di accrescimento, genera molteplici "anelli di luce", a differenti livelli di distorsione, che ci permettono di comprendere cosa avviene all'esterno della singolarità. Il suo interno, infatti, è decisamente insondabile, per via di come funziona il suddetto orizzonte degli eventi.

La distorsione del disco di accrescimento, in condizioni ideali di visibilità - ovvero con minore distanza e maggiore luminosità della zona circostante - permette di osservare la distorsione del disco di accrescimento, avente come risultato la parte anteriore - cioè rivolta verso di noi - più luminosa, la parte posteriore "curvata" e "sdoppiata" sia verso l'alto che verso il basso, e i diversi anelli di luce intorno all'orizzonte degli eventi, disposti a differenti distanze - fattori moltiplicativi calcolati e noti del raggio della singolarità, detto raggio di Schwarzschild - e sottoposti a differente curvatura. Questo recente video, "Come interpretare l'immagine di un buco nero", è veramente ben fatto, chiaro ed istruttivo, con validi sottotitoli anche in italiano. Spiega perfettamente cosa ci aspettavamo di vedere, e cosa abbiamo visto nel film Interstellar.

Tornando invece all'immagine di oggi, la grande protagonista che ha messo in fermento tutto il mondo scientifico, con ben 6 conferenze simultanee nel mondo - di cui una ho seguito oggi in diretta dalle 15:00 alle 16:00, e che è ora su YouTube in questo video - è interessante vedere come corrisponda alla "previsione" esposta dall'autore del video citato nel paragrafo precedente, variando solo di definizione e di angolazione. Del resto, sarebbe come fotografare un seme nella città di New York... da Parigi. E' stato un incredibile risultato della tecnologia ottica e informatica, e della scienza astronomica, che ha visto impegnati a tempo pieno oltre 200 ricercatori. Quello che stiamo vedendo, è qualcosa in grado di piegare lo spazio e il tempo: il primo sguardo dell'umanità su ciò che accadrà alla fine dell'universo. Quest'immagine, grazie all'evidente zona di maggior luminosità contrapposta a quella "in ombra", conferma ogni teoria moderna sui buchi neri, sul loro funzionamento, e su come ci saremmo aspettati di osservarne uno.

Siccome oggi, in fermento, c'è stata anche la comunità di Wikipedia, che si è impegnata ad aggiornare tempestivamente centinaia di pagine in tutte le lingue includendo la nuova scoperta e la famosa immagine, come tributo a questa enciclopedia libera, e come spunto di ricerca a tutti gli interessati, ho voluto includere nelle fonti di questo articolo le pagine che ho trovato interessanti, seppur per brevità ne ho riportato solo una piccolissima parte del contenuto, e che hanno contribuito nelle ultime settimane a darmi le nozioni per prepararmi a comprendere tutte le spiegazioni date oggi dagli scienziati della Commissione Europea nella loro conferenza.

Fonti: