La prima foto in assoluto del buco nero?

L'attuale anno 2019 sarà probabilmente una vera svolta scientifica per quanto riguarda la nostra conoscenza dello spazio e la natura dell'universo. Gli astrofisici credono di aver finalmente trovato il modo di catturare uno dei fenomeni più misteriosi al mondo che conosciamo: un buco nero. Per molti anni, la rete di telescopi Event Horizon ha raccolto dati e ora gli scienziati sono vicini a fornire al pubblico la prima foto telescopica mai vista dell'orizzonte degli eventi del buco nero.

Data l'ampia copertura di questo fenomeno nei media scientifici popolari, a prima vista può sembrare strano che per così tanto tempo di ricerca non ci sia una sola fotografia affidabile di esso. Ma conoscendo un po 'di più la natura fisica dei buchi neri, la ragione di ciò diventa chiara. La forza di gravità che possiedono è così grande che nulla può sfuggire, nemmeno la luce. Un buco nero assorbe tutti i tipi di radiazione, inclusi raggi X, radiazione infrarossa e onde radio, quindi diventa impossibile rilevare direttamente un oggetto. Ma la radiazione ad alta energia creata intorno all'orizzonte degli eventi dal movimento della materia è abbastanza realistica da rilevare e sembra persino catturare nella forma familiare all'occhio umano.

Vale la pena notare che nel 1978, un astronomo francese di nome Jean-Pierre Lumine ha creato quella che potrebbe essere definita la prima immagine in assoluto di un orizzonte degli eventi buco nero. Questa, ovviamente, non era una vera fotografia, ma grazie alla sua conoscenza nel campo dell'astrofisica e della matematica, Lumine, usando un computer IBM 7040, ha eseguito una simulazione che dà un'idea approssimativa di ciò che sta accadendo.

" A quel tempo, studiare i buchi neri era un tipo piuttosto esotico di attività scientifica, dal momento che la maggior parte degli scienziati non prendeva sul serio la prova della loro esistenza " , ha detto Luminet. Tuttavia, ha continuato a cercare ostinatamente segni indiretti dell'influenza dei buchi neri sull'universo circostante, il che confermerebbe la loro realtà. Fu Jean-Pierre Lumine a annunciare per la prima volta l'esistenza di un disco di accrescimento che appare durante l'assorbimento della materia e persino a visualizzarla.

Utilizzando i dati ricevuti dal computer, Lumine ha impiegato molte ore a eseguire manualmente il disegno ad inchiostro su carta fotografica. L'immagine mostra come l'intensa gravità di un buco nero pieghi la luce attorno ad esso. "La flessione dei raggi di luce genera anche un'immagine secondaria che ci consente di vedere l'altro lato del disco di accrescimento sul lato opposto del buco nero dall'osservatore", ha detto Lumine in un articolo pubblicato su arXiv.org lo scorso anno. Con la sua scoperta, Luminet ha aperto le porte dell'immaginazione a molti innovatori che hanno interpretato le loro interpretazioni del buco nero, sia nei forum scientifici che nel cinema mondiale.

Il film Interstellare 2014 di Christopher Nolan è stato elogiato per la sua immagine scientificamente valida del buco nero creata utilizzando la visualizzazione al computer 3D con il coinvolgimento diretto del fisico teorico americano e astronomo Kip Thorne. Tuttavia, si prevede che la realtà dell'orizzonte degli eventi del buco nero sarà leggermente diversa dall'immagine che abbiamo visto nel film, in cui l'accuratezza della trasmissione del fenomeno ha lasciato il posto all'attrattiva visiva e alla semplificazione. Le caratteristiche del disco di accrescimento sono l'asimmetria, l'illuminazione irregolare e una forte distorsione della parte posteriore del disco.

Event Horizon Telescope si concentrerà su un oggetto chiamato Sagittario A *, un buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia della Via Lattea. La rete globale di radiotelescopi è costituita da osservatori situati in tutto il pianeta, tra cui il Polo Sud, gli Stati Uniti, il Cile e le Alpi francesi. I risultati degli studi EHT consentiranno una verifica senza precedenti della validità della teoria della relatività generale di Einstein.

La gamma di telescopi Event Horizon utilizza una tecnica nota come interferometria di base molto lunga (VLBI). Molte antenne indipendenti, che formano un enorme telescopio virtuale delle dimensioni della Terra, ti permettono di "sfondare" attraverso le nuvole di gas e polvere della nostra galassia, così come il gas caldo che circonda il buco nero stesso. Con così tante antenne focalizzate su un punto, la risoluzione angolare del telescopio dovrebbe essere di 50 microsecondi. In termini semplici, questa risoluzione equivale alla capacità di vedere il pompelmo sulla superficie della luna.

Sulla base dei dati osservativi attuali, i ricercatori suggeriscono che il buco nero situato al centro della galassia della Via Lattea è probabilmente circa 4 milioni di volte più massiccio del nostro Sole, ma con un diametro dell'orizzonte degli eventi di soli 20 milioni di km. Sperano che ulteriori ricerche aiuteranno a comprendere meglio la polarizzazione delle radiazioni, la struttura del campo magnetico e i getti relativistici di un buco nero.

I dati raccolti, il cui volume raggiunge fino a 500 terabyte da ciascun telescopio, saranno elaborati utilizzando un supercomputer nel laboratorio del Massachusetts Institute of Technology. Secondo stime approssimative, gli scienziati saranno in grado di mostrare un'immagine elettronica dell'orizzonte degli eventi di un buco nero tra circa alcuni mesi.