L’animazione della NASA ingrandisce i buchi neri più grandi dell’universo

Una nuova animazione della NASA evidenzia il “super” nei buchi neri supermassicci. Questi mostri si trovano al centro delle galassie più grandi, inclusa la nostra Via Lattea, e contengono tra 100.000 e decine di miliardi di volte più massa del nostro Sole.

“Le misurazioni dirette, effettuate con l’aiuto del telescopio spaziale Hubble, confermano l’esistenza di oltre 100 buchi neri supermassicci”, ha affermato Jeremy Schnittman, teorico del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. “Come fa a diventare così grande? Quando le galassie si scontrano, anche i loro buchi neri centrali potrebbero eventualmente fondersi insieme”.

Nel 2019 e nel 2022, una rete di osservatori radio planetari chiamati Event Horizon Telescope, rispettivamente, ha prodotto le prime immagini di buchi neri giganti al centro di M87 e della Via Lattea. Hanno rivelato un anello luminoso di gas caldo in orbita attorno a una regione circolare di oscurità.

Qualsiasi luce che attraversi l’orizzonte degli eventi, il punto di non ritorno del buco nero, rimane intrappolata per sempre e qualsiasi luce che gli passa vicino viene reindirizzata dall’intensa gravità del buco nero. Insieme, questi effetti producono una “ombra” doppia rispetto all’effettivo orizzonte degli eventi del buco nero.

Una nuova animazione della NASA mostra 10 buchi neri supermassicci al centro della scena nelle galassie che li ospitano, tra cui la Via Lattea e M87, misurati dalle dimensioni delle loro ombre. Partendo vicino al sole, la telecamera indietreggia costantemente per confrontare buchi neri più grandi con diverse strutture nel nostro sistema solare.

La prima di queste è 1601+3113, una galassia nana contenente un buco nero pieno della massa di 100.000 soli. La materia è così compatta che l’ombra del buco nero è più piccola del nostro sole.

Il buco nero nel cuore della nostra galassia, chiamato Sagittarius A* (pronunciato ay-star), vanta il peso di 4,3 milioni di soli sulla base del tracciamento a lungo termine delle stelle in orbita attorno ad esso. La sua ombra è circa la metà del diametro dell’orbita di Mercurio nel nostro sistema solare.

L’animazione mostra due mostruosi buchi neri nella galassia nota come NGC 7727. Situato a circa 1.600 anni luce di distanza, uno pesa 6 milioni di masse solari e l’altro più di 150 milioni di soli. Gli astronomi affermano che la coppia si fonderà entro i prossimi 250 milioni di anni.

“Dal 2015, gli osservatori di onde gravitazionali sulla Terra hanno rilevato fusioni di buchi neri con poche decine di masse solari grazie alle minuscole increspature nello spazio-tempo che questi eventi producono”, ha detto l’astrofisico Ira Thorpe, Goddard. “La fusione di buchi neri supermassicci produrrà onde di frequenze molto più basse che possono essere rilevate con osservatori spaziali milioni di volte più grandi delle loro controparti sulla Terra”.

Ecco perché la NASA sta collaborando con l’Agenzia spaziale europea (ESA) per sviluppare la loro missione LISA, l’antenna spaziale dell’interferometro laser, che dovrebbe essere lanciata nel prossimo decennio. LISA consisterà in una costellazione di tre veicoli spaziali in un triangolo che sparano raggi laser avanti e indietro per milioni di miglia per misurare con precisione la loro distanza. Ciò consentirà il rilevamento di onde gravitazionali transitorie da fusioni di buchi neri con masse fino a poche centinaia di milioni di soli. Gli astronomi stanno esplorando altre tecniche di rilevamento per fusioni più grandi.

Sulla scala più ampia dell’animazione si trova il buco nero di M87, con una massa aggiornata di 5,4 miliardi di soli. La sua ombra è così grande che anche un raggio di luce – che viaggia a 670 milioni di miglia all’ora (1 miliardo di chilometri all’ora) – impiegherebbe circa due giorni e mezzo per attraversarla.

Il film si conclude con TON 618, uno dei pochi buchi neri supermassicci estremamente distanti di cui gli astronomi hanno misurazioni dirette. Questo gigante contiene più di 60 miliardi di masse solari e vanta ombre così grandi che un raggio di luce potrebbe impiegare settimane per attraversarlo.