Quando pensiamo ai buchi neri, li immaginano immobili nell'Universo in attesa che qualcosa passi loro vicino per catturarli. Neppure gli astronomi, infatti, avevano ipotizzato di poter osservare un buco nero nell'atto di risvegliarsi: eppure sembra proprio che Very Large Telescope, dell'Osservatorio Europeo Australe (ESO) abbia immortalato questo momento.
Luminosità improvvisa. Era la fine del 2019, infatti, quando la galassia SDSS J1335+0730 ha improvvisamente iniziato a brillare più luminosa che mai. Era diventata un faro nel cielo. Cosa è accaduto e cosa sta accadendo ancora oggi, all'interno di quella galassia lontana da noi circa 300 milioni di anni luce, che splende nella costellazione della Vergine?
Nucleo galattico attivo. Uno studio pubblicato su Astronomy & Astrophysics spiega le possibili cause di questo fenomeno, ripercorrendo l'evoluzione della galassia nel tempo, fino ai giorni nostri. Paula Sánchez Sáez, astronoma dell'ESO in Germania e autrice principale dello studio racconta: «Immaginate di aver osservato per anni una galassia lontana, calma e inattiva.
All'improvviso, il suo nucleo inizia a mostrare evidenti cambiamenti di luminosità, diversi da qualsiasi altro evento tipico osservato finora». La SDSS J1335+0730, infatti, diventa all'improvviso così luminosa da essere classificata come dotata di un "nucleo galattico attivo" (AGN dall'inglese "active galactic nucleus") – una regione compatta alimentata da un buco nero molto massiccio.
Non è normale. Prima di proseguire va ricordato che vi sono fenomeni, come le esplosioni di supernova (stelle massicce che muoiono con un'esplosione) o gli eventi di distruzione mareale (una stella viene fatta a brandelli perché si è avvicinata troppo ad un buco nero) che possono improvvisamente far risplendere le galassie. Queste variazioni di luminosità però, durano solo poche decine o, al massimo, qualche centinaio di giorni, poi tutto torna normale. Cosa che non è successo con SDSS J1335+0730, che a quattro anni dalla prima osservazione, mostra una variazione di luminosità sempre in aumento.
Fenomeno senza precedenti. Il primo lavoro fatto è stato quello di confrontare i dati rilevati prima e dopo il dicembre 2019 e questo ha permesso di scoprire che SDSS J1335+0730 ora irradia molta più luce alle lunghezze d'onda ultravioletta, ottica e infrarossa. La galassia ha anche iniziato a emettere raggi X nel febbraio 2024. «Questo comportamento non ha precedenti», aggiunge Sánchez Sáez.
Risveglio in tempo reale. La prima spiegazione di quel che potrebbe essere accaduto arriva da Lorena Hernández García, del MAS e dell'Università di Valparaíso in Cile: «L'opzione più concreta per spiegare questo fenomeno è che il nucleo della galassia sta iniziando a mostrare una certa attività.
E se verrà confermato, questa sarebbe la prima volta che vediamo l'attivazione di un buco nero massiccio in tempo reale».
Claudio Ricci, dell'Università Diego Portales (Cile), ribadisce: «Al centro della maggior parte delle galassie, compresa la Via Lattea, si trovano buchi neri molto grandi, con massa pari a oltre centomila se non milioni di volte quella del Sole. Questi mostri giganti di solito dormono e non sono visibili. Nel caso di SDSS J1335+0730, abbiamo potuto osservare il risveglio del buco nero massiccio, che improvvisamente ha iniziato a nutrirsi del gas disponibile nei dintorni, diventando molto luminoso».
Anche la Via Lattea? Questo processo non è mai stato osservato prima ed è qualcosa di unico al momento. Aggiunge Hernández García: «Studi precedenti avevano trovato galassie inattive che dopo anni si erano attivate, ma questa è la prima volta che il processo del risveglio del buco nero è stato osservato in tempo reale». Aggiunge Ricci: «Questo potrebbe accadere teoricamente anche a Sgr A*, il buco nero massiccio situato al centro della nostra galassia, la Via Lattea», anche se non sappiamo se esistono le condizioni che permettano d'innescare questo fenomeno.
Altre ipotesi. Sono necessarie ulteriori osservazioni tuttavia, per escludere altre spiegazioni. Secondo un'ipotesi alternativa infatti, il fenomeno potrebbe essere legato alla distruzione di una stella che per motivi al momento sconosciuti sta avvenendo molto più lentamente di fenomeni simili osservati nel passato.
8 FOTO
Fotogallery La storia delle immagini dei buchi neri
Fotogallery La storia delle immagini dei buchi neri
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 direlatività 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
Adv
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: èil disco di accrescimento.Quell'anello di luce al centro della zona più scura è unanello 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 visibiliattorno e "sotto" al buco neroprovengono in realtà dalla parte del disco di accrescimento che si trovadietro 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
Adv
Foto: © EHT
Foto: © Collaborazione EHT (H/T: Lia Medeiros, xkcd )
Approfondimenti
