L’immagine mostrata al mondo dal consorzio Event Horizon Telescope mostra l’ombra proiettata dalla singolarità sullo spazio circostante. È al centro di M87, una galassia a 55 milioni di anni luce dalla Terra
Un buco nero è uno strano oggetto: il suo campo gravitazionale è talmente poderoso che neppure la luce riesce a sfuggire alla sua attrazione. Per questo la sua forma è per sua stessa definizione impossibile da mostrare: eppure oggi non troverete altro in giro che articoli intitolati “la prima immagine di un buco nero”. Una definizione sbagliata: vi spieghiamo cos’è che state effettivamente vedendo, frutto dell’incredibile lavoro portato avanti dal consorzio Event Horizon Telescope (EHT) che ha riunito 8 diversi radiotelescopi distribuiti su tutta la Terra per ottenere una singola immagine storica della galassia M87 distante 55 milioni di anni luce da noi.
Che cos’è l’orizzonte degli eventi
Molti di voi avranno visto Interstellar, il film di Cristopher Nolan: alla realizzazione degli effetti speciali avevano collaborato molti scienziati, e in quel film c’è la rappresentazione artistica forse più rigorosa di quello che potrebbe essere l’aspetto di un buco nero se fossimo davvero in grado di avvicinarne uno.
Quello che è possibile vedere, e che è poi quello che le immagini diffuse oggi mostrano, è la materia che gravita attorno al buco nero: il limite chiamato “orizzonte degli eventi”, una sorta di punto di non ritorno che definisce il perimetro del buco nero, è circondato da un disco di accrescimento costituito di materia che continua ad alimentare la massa del buco nero stesso. L’enorme campo gravitazionale della singolarità mette in rotazione questo disco, ad altissima velocità, tanto da renderlo brillante e visibile a causa dell’altissima temperatura che raggiunge.
Gargantua, il buco nero del film Interstellar
Altro particolare da segnalare è la forma: quella mostrata sul grande schermo da Interstellar è frutto di una serie di riflessioni sugli effetti della gravità così come descritti dalla Relatività. Il disco di accrescimento del buco nero dovrebbe avere una forma piatta (pensate agli anelli di Saturno, solo per fare un’analogia), ma la cosiddetta lente gravitazionale formata dalla massa del buco nero stesso distorce lo spazio e dovrebbe far apparire il disco come quello che Nolan e i suoi collaboratori hanno realizzato. Apparentemente una sagoma che definisce un cerchio scuro: ma si tratta solo di una illusione ottica legata alle incredibili forze in gioco in buco nero. Guarda caso, proprio quanto si vede nelle immagini che oggi stanno facendo il giro del mondo.
Cosa hanno fotografato gli scienziati
Il consorzio Event Horizon Telescope è il frutto di un’intuizione: riunendo assieme 8 diversi impianti sulla Terra, collocati in diverse aree geografiche (Hawaii, Messico, Arizona, Spagna, Cile e Antartide), sono state effettuate delle riprese della stessa regione del cielo e in particolare dell’area della costellazione della Vergine dove è visibile la galassia M87. Sappiamo, grazie agli studi precedenti e alle osservazioni indirette, che al centro di quella galassia c’è buco nero con una massa di circa 6,5 miliardi di volte quella del nostro Sole. Una scelta che non è stata fatta a caso: secondo i dati in nostro possesso, quel buco nero in particolare era il candidato perfetto per le osservazioni di EHT.
L’immagine dell’ombra proiettata dal buco nero al centro di M87
Grazie alla collaborazione tra i diversi radiotelescopi è possibile raggiungere una capacità di “vedere” lo spazio profondo fino a qui impensabile (a cui sommare poi tantissimo lavoro di elaborazione per i petabyte di dati raccolti): il risultato è l’immagine diffusa oggi, che altro non è che l’ombra proiettata dal buco nero sul disco che lo circonda, ombra che dovrebbe essere circa 2,5 volte più grande del buco nero stesso. Si tratta inoltre di una immagine ricostruita al computer a partire da una serie di misurazioni ai raggi X: i radiotelescopi non operano nello spettro visibile, e tocca agli algoritmi sviluppati dagli scienziati tradurre i dati in una foto fruibile a noi profani. Le misure effettuate hanno tra l’altro anche confermato le previsioni effettuate grazie alla Relatività di Einstein, a ulteriore supporto di questa teoria che ha cambiato il modo in cui sondiamo e conosciamo lo Spazio: inoltre, dai dati raccolti è stato anche possibile ottenere una misura più precisa della massa effettiva del buco nero.
L’immagine distribuita oggi potrebbe sembrare deludente rispetto alla rappresentazione hollywoodiana: ma solo pochi anni fa sarebbe stato impossibile anche solo immaginare un risultato simile, e oltre alla difficoltà di “fotografare” un oggetto distante 55 milioni di anni luce va anche considerato l’incredibile risultato di aver coordinato il lavoro di tutti i radiotelescopi coinvolti che hanno agito di concerto. Il progetto poi è destinato ad allargarsi: almeno altri tre impianti si uniranno agli 8 già arruolati, consentendo di aumentare ulteriormente la qualità delle misure e quindi anche la risoluzione delle immagini che sarà possibile mostrare al pubblico.
