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Buco nero supermassiccio: EHT fornisce dati senza precedenti

Buco nero supermassiccio: EHT fornisce dati senza precedenti. Lo straordinario risultato ottenuto dalle osservazioni è solo il punto di partenza di una vasta ricerca.

Gli scienziati, nell’aprile del 2019, hanno rilasciato la prima immagine di un buco nero situato nella galassia M87. L’Event Horizon Telescope (EHT) ha raccolto le immagini utilizzate nella ricerca.

Gli scienziati, attraverso i dati raccolti da 19 osservatori, promettono di fornire una visione senza precedenti di questo noto buco nero e del sistema che lo alimenta. Inoltre, gli scienziati ritengono che potrebbero migliorare i test riguardanti la “Teoria della Relatività Generale di Einstein”.

Kazuhiro Hada, del National Astronomical Observatory of Japan, coautore del nuovo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal Letters, ha dichiarato che: “Sapevamo che la prima immagine diretta di un buco nero sarebbe stata rivoluzionaria. Ma per ottenere il massimo da questa straordinaria immagine, dobbiamo cercare di sapere tutto sul comportamento di questo corpo, osservandolo sull’intero spettro elettromagnetico”.

Buco nero supermassiccio

L’immensa attrazione gravitazionale di un buco nero supermassiccio, è in grado di alimentare getti di particelle. Quest’ultime possono arrivare a viaggiare quasi alla velocità della luce su grandi distanze.

I getti prodotti da M87 producono una luce che riesce a coprire l’intero spettro elettromagnetico, dalle onde radio, alla luce visibile fino ai raggi gamma. L’intensità della luce, registrata in questo spettro, fornisce un modello unico per ogni buco nero.
Gli scienziati ritengono che riuscire ad identificare un modello preciso, potrebbe fornire delle informazioni cruciali sulle proprietà di un buco nero, come ad esempio la sua produzione di energia. La sfida più grande da superare è che il modello muta con il passare del tempo.

Gli scienziati hanno cercato di compensare questa variabilità, coordinando le osservazioni effettuate con i telescopi più potenti del mondo sia da terra che nello spazio. In questo modo sono riusciti a catturare la luce dell’intero spettro.

Buco nero supermassiccio: le immagini raccolte

Le osservazioni effettuate fanno parte della più grande campagna simultanea mai intrapresa fino ad ora, su un buco nero supermassiccio che possiede dei getti.

I telescopi della NASA, coinvolti in questa campagna di osservazione, sono il Chandra X-ray Observatory, il telescopio spaziale Hubble, il Neil Gehrels Swift Observatory, il Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) e il Fermi Gamma-ray Space Telescope.

Gli scienziati, partendo dall’iconica immagine di M87 di EHT, hanno creato un nuovo video che accompagna gli spettatori, in un viaggio attraverso i dati di ciascun telescopio. Il video mostra molti dati, tra cui le lunghezze d’onda della luce e le dimensioni fisiche.

La sequenza inizia con l’immagine EHT del buco nero in M87 rilasciata nell’aprile del 2019. I dati mostrati nel video sono stati raccolti nell’aprile del 2017. Successivamente, la vista passa ai telescopi che rilevano la luce visibile (Hubble e Swift), la luce ultravioletta (Swift) e i raggi X (Chandra e NuSTAR).

Ogni telescopio fornisce differenti informazioni sul comportamento e l’impatto del buco nero. Quest’ultimo possiede una massa solare di 6,5 miliardi e si trova a circa 55 milioni di anni luce dalla Terra.

Il team di ricerca

Daryl Haggard della McGill University di Montreal, in Canada, coautore dello studio, ha dichiarato che: “Ci sono diversi team che stanno lavorando per vedere se i loro modelli corrispondono alle osservazioni effettuate. Siamo tutti entusiasti di vedere che i dati raccolti vengono utilizzati da molti ricercatori. Questa tipologia di lavoro ci permette di comprendere meglio i legami che intercorrono tra i buchi neri e i loro getti”.

I dati sono stati raccolti da un team di 760 scienziati e ingegneri di quasi 200 istituzioni, 32 paesi e regioni. Per poter raccogliere i dati sono stati utilizzati degli osservatori finanziati da agenzie e istituzioni presenti in tutto il mondo. Le osservazioni si sono concentrate in un periodo che va dalla fine di marzo alla metà di aprile del 2017.

Il coautore Juan Carlos Algaba, dell’Università della Malesia a Kuala Lumpur, in Malesia, ha spiegato che: “Questa incredibile serie di osservazioni include molti dei migliori telescopi al mondo. Questa è un meraviglioso esempio di come gli astronomi di tutto il mondo riescano collaborare insieme per il bene della scienza”.

I primi risultati raccolti mostrano che l’intensità della radiazione elettromagnetica, prodotta dal materiale intorno al buco nero supermassiccio di M87, risulti essere la più bassa mai vista. Queste informazioni hanno creato le condizioni ideali per poter analizzare il buco nero e le regioni circostanti.

Buco nero supermassiccio: utilizzo dei dati raccolti

La combinazione dei dati raccolti dai telescopi, sia quelle attuali che quelle future, consentirà agli scienziati di condurre importanti linee di indagine in alcuni dei campi di studio più significativi, e impegnativi, dell’astrofisica.

Gli scienziati, ad esempio, pensano di utilizzare i dati per riuscire a migliorare i test inerenti la teoria della relatività generale di Einstein. I maggiori ostacoli per questi test, attualmente, sono l’incertezza sulla tipologia di materiale che ruota attorno al buco nero, che viene fatto esplodere attraverso i getti, e le proprietà che determinano la luce emessa.

Una questione molto importante affrontata dallo studio è l’origine delle particelle energetiche chiamate “raggi cosmici”, che arrivano a bombardare in continuazione la Terra. Le energie prodotte possono essere un milione di volte superiori a quelle che possono essere create nell’acceleratore più potente della Terra, il Large Hadron Collider.

Conclusioni

Gli scienziati ritengono che gli enormi getti prodotti dal buco nero, siano la fonte dei raggi cosmici a più alta energia. Al momento ci sono ancora molti dettagli da chiarire, tra cui le posizioni esatte in cui le particelle vengono accelerate.

La coautrice Sera Markoff, dell’Università di Amsterdam, ritiene che: “Comprendere a pieno l’accelerazione delle particelle è davvero fondamentale, sia per quanto riguarda l’immagine EHT che per i getti”.

Sera Markoff, continua spiegando che: “Questi getti sono in grado di trasportare l’energia rilasciata dal buco nero su scale molto più grandi della galassia ospite. I nostri risultati ci aiuteranno a misurare la quantità di energia trasportata, e l’effetto che i getti del buco nero hanno sul suo ambiente”.

Gli astronomi dell’EHT, questa settimana, stanno di nuovo osservando il buco nero supermassiccio in M87. Le osservazioni verranno effettuate con l’aggiunta di altri tre radiotelescopi: il Greenland Telescope, il Kitt Peak 12-meter Telescope in Arizona e il NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) in Francia.

Il coautore Mislav Baloković, dell’Università di Yale, conclude affermando che: “Attraverso i dati raccolti, le osservazioni e l’utilizzo di un EHT più avanzato, siamo convinti di poter raccogliere dei nuovi ed entusiasmanti risultati”.

L’Astrophysical Journal Letter, in cui sono descritti i risultati completi della ricerca, è disponibile qui.

Video:

Fonte:

https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/telescopes-unite-in-unprecedented-observations-of-famous-black-hole.html

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