Studiato il passaggio di una stella vicino a un buco nero. L'alba di una nuova fisica?

Si chiama S2, è una stella che si trova nella parte centrale della Via Lattea, la nostra galassia, vicino a Sagittarius A: quest'ultima è una sorgente di onde radio, costituita da un buco nero che possiede una massa paragonabile a 4 milioni di volte quella del Sole. Ebbene S2 compie, attorno al buco nero, un'orbita ogni 16 anni circa, a una distanza media di 134 Unità Astronomiche (una Unità Astronomica è pari alla distanza media Terra-Sole e si aggira attorno ai 150 milioni di chilometri).

Qualche settimana fa la stella S2 è transitata vicino al buco nero e un gruppo di scienziati del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (Germania) ha colto l'occasione per studiarla e acquisire importanti informazioni. «Grazie alla preparazione degli ultimi anni e a uno strumento completamente nuovo», spiega il responsabile del gruppo, Reinhard Genzel, «siamo stati in grado di raccogliere dati molto accurati, non solo sulla posizione della stella lungo la sua orbita, ma anche sulla sua velocità».

Per entrare nel dettaglio. Non era la prima volta che si presentava un'occasione del genere. Era già accaduto nel 2002, e proprio in quell'occasione gli scienziati si erano prodigati per dimostrare l'esistenza del buco nero supermassiccio al centro della nostra Via Lattea. «Ora», spiega Genzel, «crediamo che tutte le grandi galassie nascondano un buco nero nel loro nucleo. Con l’ultima campagna di osservazione abbiamo studiato nel dettaglio gli effetti relativistici generali del buco nero, trovando le prove di questi effetti», continua l’astronomo.

Gli effetti relativistici, in particolare, si manifestano con la precessione orbitale della stella, un fenomeno che consiste in una variazione del suo asse di rotazione, e nel redshift gravitazionale, per il quale la luce della stella cambia la sua frequenza a causa della forte attrazione gravitazionale.

S2 come nessun’altra. Questa ricerca, secondo gli scienziati, è di notevole importanza perché il buco nero nella nostra Via Lattea è abbastanza vicino da permettere di studiare il comportamento delle singole stelle vicino ad esso, un fenomeno che non si può studiare in nessun'altra galassia. Inoltre il breve periodo di rivoluzione della stella S2 (appena 16 anni) consente di studiare la sua orbita nella sua completezza, e non soltanto per una parte, come accade alle altre stelle che impiegano molto più tempo per ruotare attorno a un buco nero.

In un prossimo futuro il gruppo di Genzel vuole spingersi oltre e cercare stelle ancora più deboli di S2 e più vicine al buco nero, per carpire nuove informazioni, per esempio studiando il comportamento di gas a distanza così ravvicinata.

«L'obiettivo», spiega Genzel, «è quello di riunire le teorie della meccanica quantistica e della gravitazione, che potrebbe portare a una nuova fisica. I teorici prevedono che questi studi si possono compiere proprio all’"orizzonte degli eventi" di un buco nero, la circonferenza oltre la quale nulla, nemmeno la luce, può tornare indietro».