Ecco la prima immagine di un buco nero, il quadro che ha richiesto la collaborazione di più di 200 ricercatori. Questo buco nero è supermassiccio e risiede al centro di Messier 87, o M87, una galassia gigante ellittica in Vergine. Collaborazione EHT

Un orizzonte degli eventi è il punto di non ritorno, una regione sferica che circonda le fauci spalancate di un buco nero oltre il quale nulla, nemmeno luce, può scappare. Non abbiamo idea di quali misteri si celano dentro, ma sappiamo che il nostro universo finisce bruscamente a questo terrificante confine verso l'ignoto.

Ora, dopo due decenni di collaborazione internazionale, alcuni dei radiotelescopi più potenti del mondo hanno catturato l'immagine dell'orizzonte degli eventi di un buco nero supermassiccio. Facendo così, hanno dimostrato che le previsioni derivanti dalla teoria della relatività generale di Einstein sono valide anche nell'ambiente cosmico più estremo possibile.

Il buco nero nell'immagine si nasconde al centro della massiccia galassia ellittica Messier 87 (M87) nella costellazione della Vergine, distante circa 55 milioni di anni luce. L'uscita dell'immagine era molto attesa in tutto il mondo, e pubblicato in diversi studi apparsi sulla rivista Astrophysical Journal Letters.

I buchi neri supermassicci dettano l'evoluzione delle galassie in cui abitano, quindi uno sguardo diretto all'orizzonte degli eventi di questo potrebbe aprire una nuova finestra di comprensione su come funzionano questi colossi. E questo mostruoso oggetto è proprio l'esemplare:ha una massa enorme di 6,5 miliardi di soli tutti stipati in un orizzonte degli eventi che misura quasi mezzo giorno luce.

Nell'orizzonte degli eventi di M87

Nonostante le sue incredibili dimensioni e massa, nessun singolo telescopio sul pianeta potrebbe catturare il suo ritratto. È semplicemente troppo lontano per risolverlo. Per rimediare a questo, gli astronomi hanno utilizzato un metodo noto come interferometria della linea di base molto lunga per combinare la potenza di osservazione collettiva di otto dei radiotelescopi più potenti del mondo per svolgere il lavoro. L'Event Horizon Telescope (EHT) è un telescopio virtuale largo quanto il nostro pianeta e abbastanza potente da catturare il primo assaggio di uno dei buchi neri più massicci conosciuti.

"Abbiamo scattato la prima foto di un buco nero, " ha detto il direttore del progetto EHT Sheperd S. Doeleman, dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, in una dichiarazione. "Questa è una straordinaria impresa scientifica compiuta da un team di oltre 200 ricercatori".

Sebbene i buchi neri siano, bene, Nero, se ci fosse qualcosa vicino all'orizzonte degli eventi, l'estremo attrito nell'ambiente relativistico strapperà gli elettroni dagli atomi, creando un potente spettacolo pirotecnico. Ecco perché la prima immagine dell'EHT mostra un cerchio scuro circondato da un anello luminoso di emissioni. Queste emissioni vengono prodotte appena al di fuori dell'orizzonte degli eventi del buco nero, dove i gas estremamente caldi che lo orbitano sono riscaldati a diversi miliardi di gradi Kelvin, con l'orizzonte degli eventi stesso che appare come un disco scuro stagliato su uno sfondo luminoso - caratteristiche che confermano ciò che i fisici teorici avevano previsto nel periodo precedente a oggi.

"Il confronto della teoria con le osservazioni è sempre un momento drammatico per un teorico, " ha affermato Luciano Rezzolla, membro del consiglio di amministrazione dell'EHT, della Goethe Universität, Germania, in una dichiarazione dell'ESO. "È stato un sollievo e una fonte di orgoglio rendersi conto che le osservazioni corrispondevano così bene alle nostre previsioni".

Questo è forse il risultato più profondo dell'osservazione dell'EHT. Tutte le previsioni teoriche su ciò che l'EHT potrebbe vedere si basano sulla struttura della relatività generale di Einstein, una teoria che si è dimostrata solida sin dalla sua formulazione più di 100 anni fa. Vedendo questa prima immagine, i fisici hanno osservato come esattamente la realtà dell'orizzonte degli eventi di un buco nero corrisponda alle previsioni della relatività generale.

Una nuova era dell'astronomia dei buchi neri

Questa prima immagine è proprio questo, il primo.

La collaborazione EHT continuerà osservando M87 e un secondo obiettivo, il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, un oggetto di 4 milioni di massa solare chiamato Sagittarius A*.

Controintuitivamente, sebbene Sagittario A* sia relativamente vicino (solo 25, 000 anni luce di distanza, 2, 000 volte più vicino a noi di M87), ha una serie diversa di sfide. Un problema è che poiché Sagittario A* è più piccolo, le sue emissioni variano in tempi più brevi rispetto al mostruoso buco nero di M87, rendere le osservazioni più difficili. Anche, mentre siamo incorporati nel disco della nostra galassia, che contiene molta polvere interstellare, il segnale di EHT soffre di più dispersione, rendendo più difficile la risoluzione. Poiché la maggior parte dello spazio intergalattico tra noi e M87 è piuttosto vuoto, la dispersione è un problema minore.

Quando vedremo Sagittario A* resta da vedere, ma ora che la tecnologia alla base dell'EHT è stata dimostrata, la nostra comprensione dei buchi neri supermassicci sboccerà sicuramente.

Informativa completa: L'autore Ian O'Neill ha lavorato con l'Università di Waterloo sul loro comunicato stampa e un articolo che mostra Avery Broderick, un professore a Waterloo e al Perimeter Institute, e membro del team EHT. Puoi leggere del lavoro di Broderick qui .

Ora è interessante

La foto di alto profilo del buco nero non esisterebbe senza il lavoro di una studentessa laureata del MIT di nome Katie Bouman, che ha creato l'algoritmo che lo ha reso possibile.