Tre anni fa, la comunità scientifica dell'Event Horizon Telescope (EHT) ha sorpreso il mondo con la prima fotografia di un buco nero catturato nella vicina galassia M87. Ora, la stessa squadra ha mostrato per la prima volta prove visive dirette di con la prima immagine del buco nero nella nostra galassia, utilizzando le osservazioni di una rete globale di radiotelescopi.
In questo articolo vi racconteremo come è stata ottenuta un'immagine del buco nero nella nostra galassia e quali ripercussioni ha.
Cattura un'immagine del buco nero nella nostra galassia
Questo è il Sagittario A*, una sorgente di radiazioni altamente variabile che cambia costantemente. Gli scienziati usano algoritmi da anni per ricostruirne l'evoluzione nel tempo come se fosse un "film", ma ora sono riusciti e hanno reso le loro immagini fisse.
Oltre a una serie di articoli pubblicati in un'edizione speciale di The Astrophysical Journal Letters, l'Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration Team ha svelato la pietra miliare oggi in una serie di conferenze stampa internazionali simultanee in tutto il mondo.
"Questa è la prima immagine del Sagittario A*, il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, che è 4 milioni di volte più massiccio del Sole. Forniamo la prima prova visiva diretta della loro esistenza", ha affermato Sara Issaoun, astrofisico di Harvard A Center Research Fellow, parlando alla sede dell'European Southern Observatory (ESO) a Monaco, in Germania.
I risultati hanno fornito prove schiaccianti che l'oggetto fosse un buco nero e hanno fornito preziosi indizi sul funzionamento di queste stelle giganti, che si pensa siano al centro della maggior parte delle galassie.
Secondo più di 300 scienziati degli 80 centri coinvolti nella scoperta, il gigantesco buco "pesa" circa 4 milioni di masse solari, in una regione non più grande del nostro sistema solare, 27.000 anni luce dal nostro pianeta. Dal nostro punto di vista, ha le dimensioni di una ciambella sulla luna nel cielo.
prima evidenza visiva
L'immagine è uno sguardo tanto atteso all'enorme oggetto al centro della nostra galassia. Gli scienziati hanno visto stelle in orbita attorno ad oggetti molto grandi, compatti e invisibili al centro della Via Lattea. Ciò suggerisce fortemente che il corpo celeste Sadge A* sia un buco nero.
Sebbene non possiamo vedere il buco nero stesso perché è completamente buio, il gas luminoso che lo circonda rivela una caratteristica distintiva: una regione centrale scura (chiamata ombra) circondata da una struttura ad anello luminoso. La nuova vista cattura la luce piegata dalla potente gravità del buco nero.
"Siamo rimasti sorpresi dal fatto che le dimensioni dell'anello corrispondessero così bene alle previsioni della teoria della relatività generale di Einstein", ha affermato Geoffrey Bower, scienziato capo del progetto EHT presso l'Institute for Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica, Taipei. "Queste osservazioni senza precedenti migliorano notevolmente la nostra comprensione di ciò che sta accadendo al centro della nostra galassia e fornire nuove informazioni su come i buchi neri giganti interagiscono con il loro ambiente«.
Osservare un oggetto così distante richiederebbe un telescopio delle dimensioni della Terra, anche se virtualmente o in modo equivalente, ed è ciò che l'EHT può ottenere. Si compone di otto radiotelescopi situati in Cile, Stati Uniti, Messico, Spagna e Polo Sud. Negli USA, gestito dall'European Southern Observatory (ESO) e da altri partner internazionali nel deserto di Atacama in Cile, in Europa spicca l'Institute for Millimetric Radio Astronomy (IRAM) in Sierra Nevada (Granada).
L'EHT ha osservato il Sagittario A* per diverse notti consecutive, raccogliendo dati per ore, in modo simile all'utilizzo di lunghe esposizioni su una fotocamera. Tra i radiotelescopi che compongono l'EHT, l'antenna IRAM di 30 metri di lunghezza hanno giocato un ruolo cruciale nelle osservazioni, consentendo di ottenere le prime immagini.
Attraverso una tecnica chiamata interferometria di riferimento molto lunga (VLBI, che utilizza operazioni matematiche al posto delle lenti), i segnali di tutti i radiotelescopi sono stati combinati ei loro dati elaborati da algoritmi e supercomputer per ricostruire la migliore immagine possibile.
Thalia Traianou, ricercatrice presso l'Istituto Andaluso di Astrofisica (IAA-CSIC), aggiunge: "La tecnologia ci consentirà di ottenere nuove immagini di buchi neri e persino film".
Due buchi neri simili
Per quanto riguarda l'immagine del buco nero nella galassia M87 scattata nel 2019, gli scienziati concordano sul fatto che i due buchi neri sembrano molto simili, anche se il buco nero nella nostra galassia è più di 1000 volte più piccolo e meno massiccio di M87*, che dista 55 milioni di anni luce. La stella gigante ha una massa di 6.500 miliardi di soli e un diametro di 9.000 miliardi di chilometri, il che significa che il sistema solare fino a Nettuno vi entrerà.
"Abbiamo due tipi completamente diversi di galassie e due masse molto diverse di buchi neri, ma vicino ai bordi di questi buchi neri sembrano sorprendentemente simili", ha affermato Sera Markoff, copresidente dell'EHT Science Committee e professore di astrofisica teorica presso l'Università di Amsterdam. Questo ci dice che la relatività generale governa questi oggetti da vicino e che qualsiasi differenza che vediamo più lontano è dovuta a differenze nella materia che circonda il buco nero. »
Così Roberto Emparan, fisico teorico e professore ICREA presso l'Istituto di Cosmologia dell'Università di Barcellona, lo spiega a SMC Spagna: "Al momento, possiamo dire che la somiglianza tra l'immagine di M87* del 2019 e l'immagine corrente proviene da uno SgrA* che mostra che indipendentemente dalle dimensioni del buco nero, l'ambiente più vicino al buco nero è molto simile. Le osservazioni future ci diranno di più sulle proprietà della materia che circonda il buco nero e potremmo essere in grado di dire se l'oggetto è davvero ciò che la teoria di Einstein prevedeva, o un "impostore" o un "imitatore" più esotico".
Gonzalo J. Olmo, professore del Dipartimento di Fisica Teorica e IFIC del Centro Ibrido dell'Università di Valencia e del CSIC, e Diego Rubiera-García, ricercatore di talenti del Dipartimento di Fisica Teorica dell'Università Complutense di Madrid coincidono. "Sebbene questo oggetto sia mille volte più grande degli oggetti osservati oggi nella Via Lattea, la sua somiglianza con il nostro 'piccolo' buco nero mostra la generalità della fisica che descrive questi oggetti", sottolineano a SMC Spagna.
Tuttavia, i risultati di oggi sono molto più difficili di M87*, sebbene il Sagittario A* sia più vicino. Il team ha dovuto sviluppare nuovi sofisticati strumenti per spiegare il movimento del gas intorno a Sgr A*. Mentre l'M87* è un obiettivo più semplice e stabile, quasi tutte le immagini sembrano uguali, l'Sgr A* non lo è.
"Il gas vicino al buco nero si muove alla stessa velocità, quasi quanto la luce, vicino a Sagittarius A* e M87*", ha spiegato lo scienziato EHT Chi-kwan Chan dello Steward Observatory e Department of Astronomy and Data. presso l'Università di Arizona, mentre il gas impiega giorni o settimane per orbitare attorno al più grande M87*, il molto più piccolo Sagittario A* completa un'orbita in pochi minuti".
"Ciò significa che la luminosità e il modello del gas attorno al Sagittario A* stanno cambiando rapidamente poiché l'EHT collabora per osservarlo: è un po' come cercare di avere un'immagine chiara di un cucciolo che si insegue rapidamente la codaLui continuò.
L'immagine del buco nero di Sgr A* è una media delle diverse immagini estratte dal team, rivelando finalmente per la prima volta la stella gigante al centro della Via Lattea.
Spero che con queste informazioni possiate saperne di più sulle immagini catturate dal buco nero nella nostra galassia.