1. Osservando gli effetti della loro immensa gravità:
* disco di accrescimento: I buchi neri tirano la materia dallo spazio circostante, formando un disco vorticoso di gas e polvere chiamato disco di accrescimento. Questo disco si riscalda a causa dell'attrito, emettendo radiazioni attraverso lo spettro elettromagnetico, tra cui luce visibile, raggi X e onde radio. Questa radiazione può essere osservata dai telescopi, rivelando la presenza del buco nero.
* Lensing gravitazionale: L'estrema gravità di un buco nero può piegare il percorso della luce da oggetti distanti dietro di esso, agendo come un vetro gigante d'ingrandimento. Questa flessione della luce, nota come lente gravitazionale, può essere osservata come distorsioni o più immagini dell'oggetto di sfondo.
* Mozione orbitale di stelle e gas: Osservando il movimento di stelle e nuvole di gas attorno a un oggetto invisibile, gli astronomi possono dedurre la sua massa. Se la massa è incredibilmente alta, concentrata in un piccolo spazio, suggerisce fortemente la presenza di un buco nero.
2. Rilevamento di onde gravitazionali:
* Osservatori dell'onda gravitazionale: Quando due buchi neri si scontrano, emettono potenti onde gravitazionali che si increspano nello spazio-tempo. Queste onde possono essere rilevate da strumenti specializzati come Ligo e Vergine. Il modello unico di queste onde conferma la presenza di buchi neri e fornisce informazioni sulle loro masse e giri.
3. Osservando l'emissione di getti:
* getti di particelle: Alcuni buchi neri, in particolare quelli nei centri delle galassie, lanciano potenti getti di particelle che viaggiano a velocità quasi illuminata. Questi getti possono essere rilevati nelle onde radio e nei raggi X, indicando la presenza di un buco nero.
4. Studiare le proprietà dell'ambiente circostante:
* Distribuzione del gas e della polvere: La presenza di un buco nero può influenzare la distribuzione di gas e polvere nelle sue vicinanze, creando motivi distintivi che possono essere osservati con i telescopi.
* Formazione di stelle: I buchi neri possono inibire la formazione di stelle in ciò che li circonda, creando un vuoto nella distribuzione delle stelle.
Combinando queste varie tecniche di osservazione, gli astronomi possono rilevare con sicurezza la presenza di buchi neri, anche se sono invisibili ai telescopi ottici.
