Ecco il buco nero al centro della nostra galassia

Fotografato oggi per la prima volta. Si trova a circa 27mila anni-luce dalla Terra in direzione della costellazione del Sagittario

“Lo abbiamo sognato per 20 anni”.
Sono state queste le prime parole che hanno accompagnato la foto del buco nero supermassiccio che si trova al centro della nostra galassia. A pronunciarle, nell’incontro organizzato in Italia presso l’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), è stato Ciriaco Goddi, docente all’Università di Cagliari, associato Inaf e Infn, mentre l’immagine della Via Lattea sullo schermo scorreva verso il cuore della galassia, fino a mostrare quella sorta di “ciambella” dal colore rossastro, come l’hanno chiamata scherzando i ricercatori.

L’attesissima immagine, ottenuta grazie a una rete globale di radiotelescopi – la Collaborazione Event Horizon Telescope (Eht) – mostra finalmente l’oggetto massiccio che si nasconde al centro della nostra galassia. Già in passato gli scienziati avevano scoperto stelle che si muovevano intorno a un corpo invisibile, compatto e molto massiccio al centro della Via Lattea. Quelle osservazioni suggerivano che l’oggetto in questione, chiamato Sagittarius A* (Sgr A*), fosse un buco nero, e l’immagine resa pubblica oggi fornisce la prima prova visiva diretta a sostegno di questa ipotesi.

Anche se non possiamo vederlo perché non emette luce, il gas che brilla attorno a esso possiede un aspetto distintivo: una regione centrale scura (chiamata “ombra” del buco nero) circondata da una struttura brillante a forma di anello. La nuova immagine cattura la luce distorta dalla potente gravità del buco nero, che ha una massa pari a quattro milioni di volte quella del Sole.

“È uno straordinario risultato della cui portata riusciremo a renderci conto davvero solo con il tempo”, dice la ministra dell’Università e della Ricerca Maria Cristina Messa. “Complimenti al grande e globale gruppo di lavoro che ha consentito di raggiungerlo e, all’interno di questo, alle scienziate e agli scienziati italiani. Questa scoperta dimostra come le reti collaborative di ricerca internazionale siano fondamentali per il progresso di tutti, di come sia importante per l’Italia farne parte investendo, in modo continuo e stabile negli anni, in grandi infrastrutture di ricerca e di dati, per rafforzarle e implementarle sempre di più, e di come si debba fare uno sforzo per preservare queste reti anche in momenti di crisi. Questo risultato ci ricorda anche che non si deve avere sempre fretta di raggiungere in pochissimo tempo un determinato risultato: la ricerca ha i suoi tempi e a questi dobbiamo avere la pazienza di adattarci, consapevoli che ne varrà sempre la pena”.

Il buco nero, che si trova a circa 27mila anni-luce dalla Terra in direzione della costellazione del Sagittario, appare nel cielo con una dimensione pari a quella che avrebbe una ciambella sulla Luna. Per realizzarne l’immagine, il team ha creato il potente Eht mettendo insieme otto osservatori radio-astronomici in tutto il mondo per creare un unico telescopio virtuale dalle dimensioni del pianeta Terra. 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.

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, lo European Southern Observatory, e ospita il nodo italiano del Centro regionale europeo Alma presso la sede dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) di Bologna.

La scoperta arriva dopo la prima immagine di un buco nero, quello al centro della galassia lontana M87, resa pubblica dalla Collaborazione Eht nel 2019. I due buchi neri appaiono straordinariamente simili, anche se quello nel cuore della nostra galassia è oltre mille volte più piccolo e meno massiccio rispetto a quello di M87.
“Abbiamo due tipi completamente diversi di galassie e due buchi neri con masse molto diverse, ma vicino al bordo di questi buchi neri, l’aspetto è sorprendentemente simile», dice Sera Markoff, professoressa di astrofisica teorica all’Università di Amsterdam, Paesi Bassi, e co-chair del Consiglio scientifico di Eht. «Questo ci dice che la relatività generale governa questi oggetti da vicino, e qualsiasi differenza vediamo in regioni più lontane deve essere dovuta a differenze nel materiale che circonda i buchi neri”.

“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 all’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 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”.

“Ottenere questa immagine è sempre stato il nostro obiettivo sin dall’inizio del progetto e poterla rivelare al mondo oggi ci ripaga di tanti anni di duro lavoro”, conclude Ciriaco Goddi, 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. “La rete Eht è in continua espansione e oggetto di importanti aggiornamenti tecnologici: così potremo avere immagini ancora più impressionanti e addirittura filmati di buchi neri nel prossimo futuro”.

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