Un gigantesco buco nero sembra essere sfuggito alla sua galassia natale trascinando con sé un gran numero di stelle. È questo che racconta una nuova immagine del telescopio spaziale Hubble, che mostra una scia di stelle che si allontana da una galassia a circa 11 miliardi di anni luce di distanza da noi.
AL CUORE DELLA GALASSIA. Secondo gli astronomi che l'hanno analizzata, il fenomeno sarebbe il risultato di un buco nero supermassiccio che è stato scagliato via dalla sua posizione iniziale e che sta lasciando sulla sua scia molte giovani stelle, che la compressione del gas prodotta dal buco nero stesso ha generato.
«C'è questa strana linea retta che punta al cuore di una piccola galassia, e non abbiamo mai visto qualcosa di simile prima», spiega Pieter van Dokkum della Yale University, che ha notato questa stranezza e lo ha descritto con altri colleghi su The Astrophysical Journal Letters. «A prima vista sembra che qualcosa sia uscito da quella galassia, qualcosa di molto massiccio che sta sfrecciando nello spazio a velocità incredibile».
Un VIAGGIO iniziato milioni di anni fa. È molto probabile che l'oggetto massiccio sia un buco nero che un tempo risiedeva al centro della galassia stessa e che, fuoriuscito da essa, ha dato origine, durante la fuga, alle stelle che si osservano.
Di fronte al buco nero che si allontana ad una velocità di circa 1.600 chilometri al secondo si osserva infatti una nube di gas che potrebbe dare origine a ulteriori stelle. La linea di astri già formati è lunga più di 200.000 anni luce, il che – fatti i debiti conti – significa che il buco nero lasciò la sua galassia circa 40 milioni di anni fa.
QUANDO IL BUCO NERO DIVENTA "CANAGLIA". La causa più probabile del suo esodo sono le interazioni tra diverse galassie, un processo comune che è stato teorizzato decenni fa e che può dare origine "buchi neri supermassicci canaglia", ossia buchi neri solitari che vagano nell'Universo, una previsione che potrebbe finalmente essere confermata.
Quando due galassie si fondono, infatti, si pensa che i loro buchi neri supermassicci affondino al centro della nuova galassia più grande e inizino ad orbitare l'uno intorno all'altro fino a fondersi. Ma se prima di quest'ultimo atto una terza galassia entrasse in scena, potrebbe interrompere quell'orbitare e scagliare un buco nero, o anche tutti e due nello spazio intergalattico.
Questi buchi neri, praticamente invisibili, potrebbero causare non poche catastrofi astronomiche nel caso entrassero in un'altra galassia.
La prima simulazione computerizzata di un buco nero con disco di accrescimento. Realizzata negli anni '60 con un computer IBM 7040 e disegnata a mano dall'astrofisico francese Jean-Pierre Luminet nel 1978. Se la confrontate con le immagini seguenti (simulazioni e non) potrete notare quanto fosse accurata. Negli anni seguenti, computer più potenti hanno permesso di ottenere simulazioni molto più definite.
Foto: © Jean-Pierre Luminet
I più appassionati di cinema lo avranno riconosciuto subito: questo è Gargantua, il buco nero del film Interstellar, girato nel 2014. La simulazione fu realizzata da un team coordinato da Kip Thorne, uno dei fisici teorici più famosi al mondo, grande esperto di relatività generale e buchi neri.
Foto: © Warner Bros.
Era il 10 marzo 2019 quando Event Horizon Telescope (EHT), un consorzio internazionale tra più radiotelescopi, annuncia di essere riuscito per la prima volta a osservare direttamente l’”ombra” del buco nero supermassiccio che si trova al centro della galassia M87 (Virgo A), a 55 milioni di anni luce da noi. E mostrano ovviamente un’immagine del buco nero, la prima a essere mai realizzata. Leggi la notizia.
Foto: © d
Sempre nel 2019, una nuova visualizzazione della NASA generata da un software del Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland, rivela come apparirebbe un'immagine ad alta risoluzione di un buco nero supermassiccio attivo, dotato di disco di accrescimento. Guarda l'animazione. Oppure, leggi la notizia.
Foto: © d
Il cerchio nero al centro è l'orizzonte degli eventi, il punto nel quale la radiazione elettromagnetica (luce, onde radio, raggi X...) non raggiunge una velocità di fuga sufficiente a contrastare l'attrazione gravitazionale del buco nero.
A tagliare l'immagine c'è poi un anello di materiale caldo e in rapida rotazione che turbina attorno al buco nero, come fa l'acqua in un lavandino prima di finire nello scarico: è il disco di accrescimento.
Quell'anello di luce al centro della zona più scura è un anello di fotoni, composto da più anelli, progressivamente meno luminosi e più sottili, della luce che ha ruotato attorno al buco nero due, tre o più volte, prima di sfuggire per raggiungere i nostri occhi". Poiché il buco nero in questa visualizzazione è sferico, l'anello di fotoni appare quasi perfettamente circolare. Al suo interno si nota l'ombra del buco nero, un'area grande due volte l'orizzonte degli eventi.
Quegli strascichi di luce visibili attorno e "sotto" al buco nero provengono in realtà dalla parte del disco di accrescimento che si trova dietro al buco nero stesso. La gravità di questo oggetto celeste è talmente intensa da deformare lo spaziotempo e piegare il percorso della luce.
Una parte del disco di accrescimento risulta più luminosa dell'altra, per un effetto noto come Doppler boosting o relativistic beaming, legato alla rotazione del disco. Da questa angolazione, il materiale nel disco di accrescimento appare più brillante mentre si sposta verso la Terra e al contrario perde luminosità mentre si allontana da noi.
Foto: © NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman
Nel 2021 l'Event Horizon Telescope (EHT), che nel 2019 ha realizzato la prima foto di un buco nero, ha rilasciato una nuova immagine "polarizzata", che mostra l'aspetto dello stesso buco nero (M87) attraverso l'equivalente di un filtro polaroid. Questi dati consentono, per la prima volta, l'osservazione del campo magnetico nei pressi dell'orizzonte degli eventi. Leggi la notizia.
Foto: © EHT Collaboration
Foto: © EHT
Foto: © Collaborazione EHT (H/T: Lia Medeiros, xkcd )
