Il mistero del buco nero che non dovrebbe esistere

    buco nero supermassiccio

    Nella galassia NGC 3147, a 130 milioni di anni luce dalla nostra Via Lattea, c’è qualcosa di sorprendente e inaspettato. Intorno al buco nero supermassiccio che si trova al suo centro c’è un disco sottile di gas e polveri spaziali. Un disco che ruota vorticosamente e che non avrebbe dovuto esserci, almeno secondo gli astronomi. A rivelare la sua presenza è un gruppo di scienziati italiani coordinati da Stefano Bianchi dell’Università degli Studi Roma Tre, insieme ai ricercatori dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) e dell’Agenzia spaziale italiana (Asi). Le osservazioni sono state svolte con il telescopio spaziale Hubble della Nasa e dell’Esa, e i risultati pubblicati su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.

    Un disco inaspettato

    Un buco nero è un corpo celeste con un campo gravitazionale così intenso che nulla, né materia né luce, può sfuggire e tutto il materiale in prossimità di questo oggetto viene risucchiato. Secondo le teorie fisiche, quasi tutte le galassie, inclusa la Via Lattea – e la galassia Messier 87, il cui buco nero centrale è stato appena fotografato – hanno nel loro nucleo un buco nero supermassiccio. Un corpo celeste enorme, con una massa di milioni o miliardi di volte quella del Sole.

    A destare l’interesse degli scienziati è il fatto che nella galassia NGC 3147 non si aspettavano di osservare intorno al buco nero una forma sottile e piatta come un disco, detto disco di accrescimento (una struttura di materia che si forma solitamente intorno a un buco nero), ma una geometria diversa. Questo perché NGC 3147 è un corpo particolare, che non risponde ai criteri delle galassie che hanno al centro un disco.

    Disco o ciambella?

    I buchi neri supermassicci al centro delle galassie somigliano a aspirapolvere che risucchiano materia e luce (che non possono più sfuggire). In alcune galassie – ed è anche questo il caso – la quantità di materiale presente intorno al buco nero supermassiccio è troppo poca per dare vita a una forma a disco: secondo i modelli astronomici attuali il materiale dovrebbe affondare nel buco nero in maniera netta, attratto dal forte campo, e dare vita a una forma geometrica con bordi ben definiti, che ricorda quella di una ciambella (col buco, per l’appunto). NGC 3147 rientra in questa categoria di galassie, ma non rispetta le regole.

    Il suo disco di accrescimento dovrebbe essere presente solamente in galassie che hanno al centro un buco nero “ben nutrito” (come raccontano gli autori in una nota della Nasa), in cui è presente molto materiale che viene inghiottito dal nucleo. Ma questi buchi neri “ben nutriti”, che risucchiano materia in maniera abbondante, si trovano al centro di galassie più luminose di NGC 3147.

    Un buco nero affamato

    Pertanto gli scienziati non si aspettavano di osservare un disco sottile in questa galassia, meno luminosa di altre e dove il buco nero è più affamato. “Si tratta dello stesso tipo di disco che osserviamo in oggetti che sono 1000 o 100mila volte più luminosi”, spiega Stefano Bianchi. “Le previsioni dei modelli attuali per la dinamica del gas nelle galassie attive molto deboli falliscono in maniera evidente”. Insomma, c’è ancora molto da capire per quanto riguarda questa e altre galassie e i loro buchi neri.

    Dai buchi neri a Einstein

    Ma anche se ancora non sappiamo moltissimo su questi buchi neri, la presenza di struttura sottile fa gioco agli scienziati. Già, perché attraverso questa possono testare la relatività di Einstein. In generale, la teoria della relatività generale descrive la gravità come la curvatura dello spazio-tempo, mentre la relatività speciale indica le relazioni fra lo spazio e il tempo. In questa cornice, i buchi neri, teorizzati ben più di un secolo fa da Einstein, sono la predizione più estrema della teoria, dato che si tratta di regioni dello spazio-tempo in cui la curvatura è talmente grande da non lasciar sfuggire nulla.

    “Vedere” gli effetti della relatività

    “Non abbiamo mai osservato gli effetti della relatività speciale e generale nella luce visibile con un’accuratezza così elevata”, commenta Marco Chiaberge dell’Esa, dello Space Telescope Science Institute e della Johns Hopkins University, coautore dello studio. La ricerca infatti fornisce una conferma tangibile della relatività. Il tutto grazie ad Hubble, che ha studiato la materia presente nel disco e ha permesso di calcolare la sua velocità, pari a più del 10% di quella della luce, dunque estremamente elevata.

    “L’esperimento consente di dare un’occhiata fugace e intrigante di un disco di materiale così vicino a un buco nero. Tanto vicino che le velocità e le intensità della spinta gravitazionale hanno un effetto su come appaiono i fotoni”, aggiunge Stefano Bianchi, primo autore del paper. “Non possiamo comprendere i dati se non includiamo le teorie della relatività”.

    Da un lato l’esperimento mette in luce un dato del tutto nuovo per gli scienziati, ovvero la presenza di un disco dalla luce flebile. Dall’altro aggiunge un tassello allo studio e alla conferma delle teorie di Einstein, consentendo di “vederle” in azione direttamente in un buco nero.

    Riferimenti: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

    2 Commenti

    1. Scusate ma avete una foto vera e propria di un buco nero? Naturalmente nitida e chiara, visto che lo osservate così bene,🤔😂😂😂😂

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