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Al centro della Via Lattea c’è un buco nero

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    Al centro della Via Lattea c’è un buco nero –

    E’ confermato, al centro della nostra Galassia c’è un buco nero supermassiccio, Sagittarius A* (SgrA*) con una massa pari a 4 milioni di masse solari. Lo hanno  “visto”  i potenti  telescopi della collaborazione EHT (Event Horizon Telescope), otto osservatori radioastronomici sparsi in tutto il mondo per creare un unico telescopio virtuale delle dimensioni del pianeta Terra.

    Il progetto, che prende il nome dall’orizzonte degli eventi, il confine di un buco nero oltre il quale nulla può sfuggire, nemmeno la luce, valorizza e porta avanti il costante progresso nella tecnica della Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Questa tecnica, in uso in radioastronomia sin dagli anni Cinquanta, consiste nel correlare dati da radiotelescopi sparsi in tutto il mondo, mettendoli a sistema per creare insieme un interferometro dalle dimensioni molto maggiori di quelle di ogni singola antenna.

    Il target di questi grandi occhi sul cielo sono, ora, i buchi neri, che, anche se non possiamo vederli perché non emettono luce, il gas che brilla attorno ad essi possiede un aspetto distintivo: una regione centrale scura (chiamata “ombra” del buco nero) circondata da una struttura brillante a forma di anello.

    Il buco nero, SgrA* si trova a circa 27 mila anni-luce dalla Terra in direzione della costellazione del Sagittario, e a guardarlo appare nel cielo con una dimensione pari a quella che avrebbe una ciambella sulla Luna.

    EHT ha osservato Sgr A* per diverse notti nell’aprile 2017, raccogliendo dati per molte ore di seguito, in modo simile a quando si effettua un’esposizione lunga con una macchina fotografica. La raccolta dati di SgrA* è iniziata prima dell’annuncio di un altro grande risultato, ottenuto nel 2019, la prima fotografia di un buco nero, M87 (nella Galassia Messier 87), con una massa pari a 6,5 miliardi di masse solari.

    Un soggetto “facile” – secondo Ciriaco Goddi, docente presso l’Università degli Studi di Cagliari, associato INAF e INFN, che fa parte di questa impresa sin dal 2014, come coordinatore del gruppo europeo di BlackHoleCam, uno dei progetti da cui ha avuto origine la Collaborazione EHT –  perché molto più grande e stabile di SgrA*, una sorgente estremamente variabile che cambia ogni 10-20 minuti.

    Questi fattori, insieme alla presenza del mezzo interstellare, hanno reso più difficile la calibrazione dei dati al fine di ottenere un’immagine con un buon potere risolutivo. Per ottenere il nuovo risultato gli scienziati hanno dovuto, infatti, sviluppare nuovi sofisticati strumenti di analisi dati per tener conto del moto del gas intorno a Sgr A*, che impiega pochi minuti a completare un’orbita attorno al buco nero, a differenza di M87, intorno al quale il gas, che si muove alla stessa velocità (prossima a quella della luce), uguale per entrambi i buchi neri, impiega giorni o addirittura settimane per orbitare intorno ad esso.

    L’immagine del buco nero al centro della nostra galassia è, dunque,  una media delle diverse immagini estratte dal team dalle osservazioni del 2017, “ricostruita” per svelare per la prima volta questo oggetto. Un’immagine che cattura la luce distorta dalla potente gravità del buco nero.

    “La variabilità è uno degli aspetti critici di Sgr A*: se da un lato rappresenta una grande sfida per la produzione di immagini del centro galattico, dall’altro ci fornisce uno strumento fondamentale per l’indagine dei processi fisici che vi hanno luogo”, commenta Nicola Marchili, ricercatore INAF e secondo autore di uno degli official papers, che ha lavorato all’analisi dei dati sulla variabilità temporale del buco nero.

    Anche se Sagittarius A, nel cuore della nostra galassia, è oltre mille volte più piccolo e meno massiccio rispetto a M87, vicino al bordo dei due buchi neri l’aspetto è straordinariamente simile.

    “Le osservazioni forniscono ulteriore supporto al fatto che lo spaziotempo nell’intorno dei buchi neri è descritto da soluzioni della relatività generale, indipendentemente dalla loro massa”, commenta Mariafelicia De Laurentis, professoressa di astrofisica presso l’Università Federico II di Napoli e ricercatrice all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Deputy Project Scientist, membro del Consiglio Scientifico e coordinatrice del gruppo di Gravitational Physics di EHT, che ha guidato il paper sui test della gravità. “Gli studi sul centro galattico – continua – hanno consentito negli anni di eseguire molti test di verifica della relatività generale, ma il risultato presentato oggi è senza precedenti perché permette molte misure originali sulla gravità e di fare nuova scienza sui buchi neri supermassicci e sul loro ruolo nell’evoluzione dell’Universo: abbiamo aperto le porte di un nuovo straordinario laboratorio”.

    Cruciale per raggiungere questo risultato è stato il contributo di Alma, l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, il più potente radiotelescopio esistente, che dal deserto di Atacama, in Cile, scruta il cosmo in banda radio a lunghezze d’onda millimetriche e submillimetriche. L’Italia partecipa ad Alma attraverso l’Eso, European Southern Observatory, e ospita il nodo italiano del Centro regionale europeo Alma presso la sede dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) di Bologna.

    Questo risultato è il frutto del lavoro di oltre 300 ricercatori e ricercatrici di 80 istituti in tutto il mondo che insieme formano la Collaborazione Eht. E tutti sono entusiasti di avere finalmente le immagini di due buchi neri di dimensioni diverse: un’opportunità per comprenderne le somiglianze e differenze. Hanno anche iniziato a usare i nuovi dati per mettere alla prova la teoria e i modelli che descrivono il comportamento del gas intorno ai buchi neri supermassicci – un processo ancora non del tutto compreso ma ritenuto chiave nella formazione ed evoluzione delle galassie nell’universo. l lavoro di Eht, infatti, non si ferma: lo scorso marzo è stata condotta una nuova campagna di osservazione che include tre nuovi radiotelescopi.

    Rita Lena

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