Il 10 aprile, il mondo ha potuto vedere la prima immagine di un buco nero nello spazio, ripresa dall'Event Horizon Telescope, una collaborazione mondiale di astronomi e astrofisici tra cui un consistente team presso l'Università dell'Arizona.

Adam Block, astrofotografo e specialista delle operazioni presso l'Osservatorio Steward dell'UA, ha preso un'immagine di Messier 87, la galassia dove gli astronomi hanno scattato la prima immagine di un buco nero, come si presenterebbe agli occhi di un visitatore amante dello spazio. L'immagine è una delle pochissime che mostra l'ampio bagliore causato dalle circa un trilione di stelle che chiamano casa la galassia M87, ma allo stesso tempo dettagliando il getto mostruoso che emana dal buco nero supermassiccio al suo centro - un'impresa difficile da ottenere nella stessa immagine a causa dei tempi di esposizione molto diversi richiesti.

"Quando faccio una foto come questa, ogni pixel vede solo un minuscolo pezzo di cielo, " Block ha detto. "Con il telescopio che ho usato (il telescopio Schulman al Mount Lemmon SkyCenter) la risoluzione è di 0,33 secondi d'arco per pixel, ma con l'EHT, sono stati in grado di risolvere 40 microsecondi d'arco. Se potessi suddividere uno dei pixel della mia immagine in 10, 000 bit, l'area intorno al buco nero supermassiccio che EHT è stato in grado di risolvere sarebbe una di queste. Questo ti dà un'idea dell'incredibile potere risolutivo che la collaborazione EHT è stata in grado di ottenere. Andando avanti, EHT osserverà a lunghezze d'onda più corte, e questo darà loro una risoluzione più alta."

UANews ha parlato con Block della sua foto M87, e le informazioni che fornisce sull'ormai famosa galassia.

Perché l'Event Horizon Telescope era puntato su una galassia distante 55 milioni di anni luce?

Blocco:il buco nero supermassiccio osservato con l'Event Horizon Telescope si trova al centro di una galassia gigante chiamata M87, e questo è esattamente il tipo di galassia in cui ci aspetteremmo di trovare un mostro. Stiamo assistendo a un enorme, galassia ellittica, non una galassia a spirale come la nostra Via Lattea. Anche se ha un diametro un po' più grande della Via Lattea, perché è a forma di calcio, M87 è centinaia di volte più massiccio. M87 è probabilmente la galassia più grande dell'ammasso della Vergine. Infatti, è una delle galassie più massicce dell'universo locale.

M87 si trova anche al centro dell'ammasso della Vergine, un accumulo di circa 2, 000 galassie che è il grande ammasso di galassie più vicino a noi. La nostra Via Lattea, d'altra parte, si trova in una parte abbastanza tranquilla dell'universo locale, un cul-de-sac cosmico, se vorrai. È come se fossimo in periferia, e guarderemmo quel bagliore luminoso all'orizzonte, quella grande città più vicina alla nostra tranquilla cittadina.

Quando una galassia è al centro di un ammasso, tende ad interagire molto più frequentemente con altre galassie. Pensiamo che M87 sia cresciuto così tanto perché ha assorbito altre galassie nel tempo, e questo è importante, perché è così che si fa crescere un buco nero supermassiccio. Se non hai tutta questa attività di galassie in collisione con altre galassie, non hai abbastanza materia prima, e se non c'è molto materiale che cade nel buco nero, non vedi niente. Il buco nero in M87 si sta nutrendo, ed è per questo che lo vediamo.

Nel 2010, hai scattato un'immagine di M87 che è stata selezionata dalla NASA come "Immagine astronomica del giorno". Cosa ci dice quell'immagine della galassia e del suo buco nero supermassiccio?

Blocco:l'immagine è abbastanza ingrandita. Se hai rimpicciolito e guardato in un campo visivo progressivamente più ampio, vedresti sempre più galassie, tutti i membri del cluster della Vergine. Quelle piccole macchie sfocate che circondano la galassia M87 sembrano tutte stelle, ma quasi tutti sono antichi, ammassi stellari globulari. Non c'è formazione stellare qui, perché per questo hai bisogno di nuvole fredde di gas che possono collassare, ma ciò richiede un po' di una zona più tranquilla. In M87, dove ci sono stelle che si muovono a causa delle interazioni con altre galassie e il buco nero stesso che inietta energia nell'ambiente circostante, quell'attività contribuisce allo spegnimento della formazione stellare.

Secondo un'ipotesi, tutti quegli ammassi globulari di stelle che vediamo intorno a M87 potrebbero essere i resti di piccole galassie nane che M87 ha inghiottito eoni fa. Così, tutti quei piccoli punti potrebbero essere letteralmente gli scarti rimanenti che mostrano la storia della crescita di M87. L'immagine allude a tutta questa mostruosa fame galattica, e ovviamente questo dà credito all'idea della formazione del buco nero supermassiccio.

Vediamo anche il getto di particelle ad alta energia che fuoriesce da quello che si crede sia il buco nero supermassiccio al suo centro, una testimonianza di quanto sia grande M87 come luogo. Il disco di accrescimento che vortica intorno al buco nero emette luce attraverso l'intero spettro elettromagnetico, dai raggi gamma alle onde radio, che è ciò che EHT ha rilevato. Infatti, M87 è la sorgente radio più luminosa in quella direzione nel cielo. Tutta quella massa e tutta quell'attività astrofisica è ciò che ha reso possibile l'esistenza di un buco nero supermassiccio in un modo che lo ha reso osservabile. Siamo molto fortunati in questo senso, e tutte queste cose fanno parte della storia di M87, rendendolo uno dei posti migliori in cui gli astronomi volevano cercare qualcosa di straordinario come un buco nero.

Il getto è una conseguenza molto concreta dell'avere un buco nero lì, e ha le sue caratteristiche. Gli astrofisici pensano che il getto sia costituito da particelle ad alta energia che fuoriescono dal gas surriscaldato e dalla polvere nel disco di accrescimento attorno al buco nero. Gran parte di essa è letteralmente luce - fotoni - ma anche gas ed elettroni ionizzati. Il getto è ciò che chiamiamo collimato, nel senso che è focalizzato, come un raggio laser, e relativistico, il che significa che le particelle, plasma e gas surriscaldati si muovono a velocità prossime a quella della luce. Il getto è diretto verso la nostra linea di vista, e dal nostro punto di vista, quando guardi la luce, sembra che si muova più velocemente. Ma sembra solo che stia viaggiando più velocemente della velocità della luce. È un effetto relativistico che segue direttamente dalla Teoria della Relatività Generale di Einstein.

L'ormai famosa immagine del buco nero supermassiccio di M87 lo ha catturato come appariva 55 milioni di anni fa. Come sarebbe oggi?

Blocco:a tutti gli effetti, i buchi neri sono quasi come strutture permanenti del cosmo in qualsiasi tempo ragionevole a cui puoi pensare. Stephen Hawking ha proposto che i buchi neri possano "perdere" un po' di energia, ma quell'effetto sarebbe così piccolo che ci vorrebbe molte volte l'età attuale dell'universo perché svaniscano dall'esistenza. Che li vediamo o meno ha a che fare solo con il fatto che stiano mangiando qualcosa. Se sono là fuori senza consumare alcuna materia, non possiamo vederli. Il buco nero in M87 è sicuramente ancora lì, e sebbene le informazioni che vedi nella foto abbiano 55 milioni di anni, le stelle in quella galassia esistono da miliardi di anni. Il jet lo fa da molto tempo. Questi sono oggetti molto grandi, e l'universo procede lungo tempi che sono molto diversi dalle nostre vite, quindi tutto si muove molto lentamente. Se potessimo viaggiare verso M87 ora, non vedremmo niente di molto diverso.

Cosa ti emoziona di più dell'immagine del buco nero di M87?

Blocco:fino alla scorsa settimana, le immagini di unicorni e le immagini di buchi neri erano sostanzialmente nella stessa categoria; e adesso, i buchi neri entrano nella realtà.