Scienza

Dopo M87: come potrebbero essere le prossime foto di buchi neri

La rete di radiotelescopi del futuro potrebbe essere formata da satelliti in orbita attorno alla Terra, capaci di restituire immagini cinque volte più nitide. È il progetto - teoricamente fattibile - dell'Event Horizon Imager: una simulazione mostra di cosa sarebbe capace.

Ora che l'immagine dei confini del buco nero della galassia M87 è diventata la foto del secolo, gli astrofisici si preparano alla prossima sfida: osservare l'orizzonte degli eventi dei mostri invisibili della nostra e di altre galassie in modo ancora più accurato, per mettere di nuovo alla prova la Teoria della Relatività Generale di Einstein.

Dallo Spazio. Un bel salto in avanti si otterrebbe utilizzando, al posto dei radiotelescopi "statici" del network dell'Event Horizon Telescope (EHT), una rete di due o tre satelliti in orbita attorno alla Terra. Per ora si tratta solamente di un'idea, l'Event Horizon Imager (EHI): un progetto che esiste solo sulla carta e che richiederebbe anni per diventare realtà, ma che tecnicamente è fattibile, come si legge in un articolo della Radboud University in collaborazione con l'ESA, pubblicato su Astronomy & Astrophysics.

buchi neri, M87, orizzonte degli eventi, ombra del buco nero
Un anello di fuoco che avvolge il punto di non ritorno: la prima foto dell'orizzonte degli eventi del buco nero al centro della galassia M87, catturata dalla collaborazione EHT. © EHT

Spiega Freek Roelofs, primo autore dello studio: «Nello Spazio si possono compiere osservazioni a frequenze radio più alte, che di solito sono filtrate dall'atmosfera terrestre. Inoltre, le distanze tra i telescopi sarebbero maggiori. Ciò permetterebbe di compiere un grande passo in avanti: potremmo acquisire immagini a una risoluzione oltre cinque volte maggiore di quella possibile per l'EHT».

Focus Live 2019 - Genova
"Viaggio in un buco nero" è l'incontro di apertura - sabato 1 giugno alla 10.30 - della prima tappa dell'edizione 2019 di Focus Live che si terrà a Genova. Sul palco, due delle ricercatrici italiane che hanno contribuito alla prima foto di un buco nero: Elisabetta Liuzzo (INAF Bologna) e Mariafelicia De Laurentis (INFN Napoli)

I vantaggi. Se l'immagine dei confini di M87 ha confermato che i buchi neri non solo esistono, ma che possono essere "fotografati", il nuovo network orbitante potrebbe fornire maggiori dettagli sulle dinamiche da essi innescati. Se dovessero verificarsi anche solo lievi oscillazioni rispetto a quanto previsto da Einstein (la gravità è una manifestazione della curvatura dello spazio-tempo), le coglierebbero.

Che cosa mostrerebbe. L'EHI potrebbe catturare immagini di buchi neri super massicci, come quello al centro di M87 o il "nostro" Sagittarius A*, ma anche di oggetti relativamente più piccoli. I ricercatori hanno lavorato a simulazioni che mostrano che cosa si potrebbe "vedere" con l'EHI (foto qui sotto), che benché promettente dal punto di vista scientifico pone alcuni ostacoli tecnologici.

Event Horizon Imager (EHI): il progetto per un nuovo super telescopio spaziale
A sinistra (in alto e in basso), modelli di Sagittarius A* a diverse frequenze di osservazione. Sulla destra, simulazioni delle immagini che i network EHT e EHI ricaverebbero da questi dati. © Freek Roelofs

Come comunicare? Bisognerebbe infatti poter accertare in ogni momento l'esatta posizione e velocità dei satelliti, e un altro problema riguarda la gestione dei dati: la mole di informazioni che ha reso possibile la "foto" di M87* era tale che è stato necessario frazionarla e trasportarla via aereo su dischi rigidi.

Nello Spazio questo non sarebbe possibile e bisognerebbe ricorrere a trasmettitori laser come quelli dell'European Data Relay System, un'autostrada spaziale di dati che si serve di satelliti in orbita geostazionaria per raccogliere e ritrasmettere a Terra le informazioni dei satelliti in orbita bassa. L'EHI potrebbe funzionare in autonomia rispetto all'ETH, o magari, in futuro, collaborare con esso in un sistema ibrido a quel punto potentissimo.

13 maggio 2019 Elisabetta Intini
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