Stukhtra

di Michele Diodati

Residui ultracompatti di stelle massicce esplose come supernovae, i buchi neri sono oggetti al limite della comprensione. Sono circondati da dischi di accrescimento in rotazione, che attirano materia dallo spazio circostante e possono produrre spettacolari getti, attraverso i quali parte della materia in caduta verso il buco nero viene restituita al mezzo interstellare. Lo spazio viene così fecondato di elementi che saranno incorporati in nuove generazioni di stelle.

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Tutto quello che non avreste mai voluto sapere sulle più terrificanti esplosioni dell’universo

di Alessandro Tavecchio

E’ un normale giovedì mattina. Al Polo Sud, nelle profondità della Terra ma soprattutto del ghiaccio, all’Ice Cube Neutrino Observatory, alcuni ricercatori annoiati seguono la routine, controllando i dati della notte precedente in cerca di qualche segnale interessante. Ancora nel dormiveglia, uno di loro nota qualcosa di strano. “Oh, ma avete visto l’ultimo set di dati? Si dev’essere fuso qualcosa: è completamente fuori scala!”, urla agli altri, ancora distanti, mentre un sottile fumo si alza e condensa dal suo caffè bollente. Le letture sono fuori da ogni norma. I neutrini sono particelle al limite dell’etereo, difficilissime da rivelare, eppure una pioggia improvvisa di questi fantasmi ha colpito i rivelatori. Perfino i neutrini solari, che provengono dall’oggetto più luminoso e vicino nel cielo, vengono a malapena registrati dagli avanzatissimi strumenti nelle profondità polari. “S’è spaccato tutto, qua”, esclama un altro scienziato, frustrato. Due ore dopo, i controlli tecnici non avrebbero notato nulla di irregolare negli strumenti. Ma nessuno sopravvivrà fino a due ore dopo.

Il Sole tramonta dietro l’Ice Cube Neutrino Observatory. Forse per l’ultima volta? (Cortesia: K. Vanderlinde/NSF)

I primi a sentire gli effetti sono i satelliti per le rilevazioni astronomiche, con i loro strumenti per le radiazioni ad alta energia. Uno per volta, travolti da un flusso inarrestabile di fotoni, abbagliati da una luce invisibile all’occhio umano, diventano ciechi. Poco dopo, sulla Terra, gli astrofili cominciano a vedere qualcosa: una nuova stella nel cielo. Che ben presto diventa abbastanza luminosa da essere notata anche da chi al cielo non presta mai attenzione. Alcuni realizzano immediatamente che cosa sta succedendo. Altri si fanno prendere dal panico e avvisano le autorità. La comunità internazionale è in fremito. Internet si riempie di messaggi: “Tirate fuori i telescopi! C’è una supernova!”. Ma tutto questo vociare non è davvero necessario. Ovunque sulla Terra, giorno o notte che sia, il Sole e le altre stelle non possono competere: la luce della nuova stella riempie ogni angolo del cielo.

Il panico comincia a diffondersi, ma è solo l’inizio. Ogni singolo apparecchio elettronico sulla Terra si spegne: non si accenderà mai più. L’unica luce rimasta, aspra, fredda, proviene da ogni direzione del cielo. Mentre le urla di terrore si alzano da ogni angolo del globo, i raggi gamma della supernova finiscono di incenerire lo strato di ozono che protegge la Terra dalle radiazioni cosmiche. Fuggire non serve a nulla, quando la morte si muove alla velocità della luce.

L’agonia prosegue più lenta per i pochi sopravvissuti. È il Sole a portare la fine. La sua luce ultravioletta attraversa senza intoppi un’atmosfera che ormai non esiste più, inondando la Terra con nuove, differenti radiazioni. In poche ore l’intera superficie del pianeta viene incenerita. Chiunque si trovi all’aperto resta cieco, bruciato, costretto a cercare riparo nelle profondità della terra o del ghiaccio. Servirà soltanto a prolungare la sua agonia.

La morte lentamente salirà la catena alimentare, sradicata alla base dalla totale sterilizzazione del pianeta. Non una pianta, non un’alga, non un singolo organismo fotosintetico sarà risparmiato. Nel giro di qualche settimana, i batteri estremofili saranno gli unici sopravvissuti sulla biglia blu che una volta era l’unico santuario della vita nel Sistema Solare.

È passato molto tempo dall’ultima volta che un’estinzione di massa è stata causata da un evento astronomico.

Ma, alla fine, il giorno è giunto.

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di Michele Diodati

Sotto le tre brillanti stelle che formano la cintura di Orione – Alnilam, Alnitak e Mintaka – pende la spada del cacciatore. L’elemento centrale della spada appare a occhio nudo come un bagliore non ben definito: è la famosissima Nebulosa di Orione, o Messier 42. Al centro della nebulosa, ben visibili nell’immagine qui riprodotta, si trovano le stelle del Trapezio, un giovane ammasso di stelle di classe spettrale OB, la cui potente radiazione ultravioletta è il motore che fa brillare la nebulosa e ne sta disperdendo rapidamente i gas.

Le stelle del Trapezio brillano al centro della nebulosa M42 in Orione in questa spettacolare immagine, frutto di un'elaborazione di Robert Gendler su dati d'archivio del telescopio spaziale Hubble. (Cortesia: NASA/ESA/Hubble Legacy Archive/Robert Gendler)

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di Michele Diodati

Il gruppo di ricerca dell’Università della California capitanato da Andrea Ghez sta osservando da ormai 17 anni il centro galattico nel vicino infrarosso, usando le ottiche adattive e le più sofisticate tecniche di imaging disponibili con i due telescopi da 10 metri dell’Osservatorio Keck, sulla vetta del Mauna Kea. Lo scopo di questa ormai quasi ventennale ricerca è lo studio più accurato possibile delle orbite delle stelle che gravitano intorno a Sgr A*, il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea.

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L. Meyer, A. M. Ghez, R. Schoedel, S. Yelda, A. Boehle, J. R. Lu, T. Do, M. R. Morris, E. E. Becklin, K. Matthews (2012). The Shortest Known Period Star Orbiting our Galaxy’s Supermassive Black Hole Science DOI: 10.1126/science.1225506

di Michele Diodati

Alla fine degli Anni Sessanta del secolo scorso, i progressi tecnologici compiuti nell’esplorazione del cielo nelle frequenze dell’infrarosso consentirono di bucare per la prima volta in modo efficace la nera cortina di polveri che rende invisibile il centro galattico ai telescopi ottici. Nel 1968 Eric E. Becklin e Gerald Neugebauer, due astronomi del Caltech, riuscirono a scandagliare i parsec centrali della Via Lattea in quattro diverse lunghezze d’onda dell’infrarosso, ottenendo i risultati migliori a 2,2 micrometri. Superando 25 magnitudini di oscuramento dovuto alle polveri nei bracci a spirale interposti, scoprirono sciami di stelle addossate l’una all’altra con una densità inverosimile, a paragone delle enormi distanze che, nella periferia galattica, separano il Sole dalle sue vicine. Un articolo pubblicato su Le Scienze nel 1974 (R.H. Sanders e G.T. Wrixon, “Il centro della Galassia”) riassumeva in modo suggestivo ciò che Becklin e Neugebauer avevano osservato:

Le misure infrarosse indicano che il nucleo galattico contiene circa un milione di stelle per parsec cubo, una densità stellare circa un milione di volte superiore a quella dei dintorni del Sole. Ciò implica che un essere vivente su un pianeta orbitante intorno a una stella del nucleo galattico vedrebbe un milione di stelle brillanti come Sirio, la stella più brillante del nostro cielo. L’intensità integrata di tutte le stelle del cielo notturno di un tale pianeta sarebbe pari a circa 200 Lune Piene. In queste condizioni gli astronomi ottici si dovrebbero limitare allo studio degli oggetti vicini più brillanti; sarebbe offuscata persino la luce delle galassie più brillanti. (È però dubbio che possa esistere una qualche forma di vita su pianeti del nucleo galattico, dato che con densità stellari tanto alte i passaggi ravvicinati tra le stelle sarebbero così frequenti che i pianeti verrebbero strappati dalle loro orbite ogni poche centinaia di milioni di anni.)

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Scoperto in M83, a 15 milioni di anni-luce da noi

di Marco Cagnotti

ULX. No, non è un gemito di dolore. E nemmeno il nome storpiato di un supereroe verde. E’ invece l’acronimo (un po’ stiracchiato, in verità) di UltraLuminous X-ray source. Il Chandra X-ray Observatory della NASA ne ha visto uno nella galassia M83, a 15 milioni di anni-luce da noi, e ne ha ricavato alcune singolari conclusioni sui buchi neri, sulla loro età e sulle loro compagnie. Conclusioni descritte in un articolo che fra pochi giorni sarà pubblicato su “The Astrophysical Journal”.

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Roberto Soria, K. D. Kuntz, P. Frank Winkler, William P. Blair, Knox S. Long, Paul P. Plucinsky, & Bradley C. Whitmore (2012). The Birth of an Ultra-Luminous X-ray Source in M83 arXiv arXiv: 1203.2335v1

Si nutrono soprattutto di stelle

di Marco Cagnotti

“A volte c’è il gas e a volte no. Ma le stelle ci sono sempre”: così Ben Bromley, dell’Università dello Utah, spiega la crescita dei buchi neri giganti. E proprio le stelle, secondo lui e i suoi collaboratori, sono il “cibo” preferito da questi giganti che si annidano nelle galassie. C’è da stupirsi? No, visto che ne abbiamo parlato proprio la settimana scorsa.

Due stelle: una si allontana, mentre l'altra viene risucchiata dal buco nero e lo "nutre". (Cortesia: B. Bromley/University of Utah)

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Bromley, B., Kenyon, S., Geller, M., & Brown, W. (2012). BINARY DISRUPTION BY MASSIVE BLACK HOLES: HYPERVELOCITY STARS, S STARS, AND TIDAL DISRUPTION EVENTS The Astrophysical Journal Letters, 749 (2) DOI: 10.1088/2041-8205/749/2/L42

La colpa è del buco nero gigante

di Marco Cagnotti

Dici “buco nero” e subito ti viene in mente una specie di aspirapolvere cosmico: una voragine in cui qualsiasi cosa precipita senza scampo. Ce ne sono di piccini, solo con qualche massa solare, e di enormi, come quello 4 milioni di volte più massiccio del Sole annidato al centro della Via Lattea, la nostra galassia. Tutti però (pensi tu) inghiottono le proprie vittime. Invece non è così. Non sempre, almeno.

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Idan Ginsburg, Abraham Loeb, & Gary A. Wegner (2012). Hypervelocity Planets and Transits Around Hypervelocity Stars arXiv arXiv: 1201.1446v3

In mezzo, stelle molto giovani

di Marco Cagnotti

Se sai dove cercare nel cielo estivo, la vedi a occhio nudo. Anzi, di fatto è l’oggetto visibile a occhio nudo più distante che ci sia. Se poi punti anche solo un binocolo nella sua direzione, ti appare come un debole batuffolo. Che in sé magari ti lascia perplesso e un po’ deluso (“Che sarà mai quella roba lì?”), specie se lo confronti con le spettacolari fotografie dei grandi telescopi. Ma il suo fascino sta tutto in un pensiero: la luce che arriva adesso al tuo occhio è partita più di 2 milioni di anni fa dalla Galassia di Andromeda. Che ha un doppio nucleo.

Il doppio nucleo è solo un anello di stelle rosse. Le stelle blu in mezzo sono davvero interessanti. (Cortesia: NASA/ESA/T. Lauer/NOAO)

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A poche centinaia di milioni di anni-luce

di Marco Cagnotti

Guardando in fondo all’universo, a molti miliardi di anni-luce, si scoprono quasar potentissimi, sorgenti di immense quantità di energia: in pochi secondi, tanta quanta ne libera il Sole in centinaia di migliaia di anni. Che cosa li alimenta? L’ipotesi degli astrofisici chiama in causa i buchi neri. Ma non piccini: bestioni da almeno 10 miliardi di masse solari, intorno ai quali si accumula materia che, prima di sparire nel buco nero gigante, emette energia. Ed ecco il quasar, appunto. Ma questi pesi massimi, presenti miliardi di anni fa, dove sono adesso? Se ci guardiamo intorno, nelle galassie intorno alla Via Lattea, mica li vediamo. Ebbene, adesso sono stati trovati.

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McConnell, N., Ma, C., Gebhardt, K., Wright, S., Murphy, J., Lauer, T., Graham, J., & Richstone, D. (2011). Two ten-billion-solar-mass black holes at the centres of giant elliptical galaxies Nature, 480 (7376), 215-218 DOI: 10.1038/nature10636

Vive dentro Cygnus X-1

di Diletta Martinelli

Dai libri di divulgazione fino a Star Trek, i buchi neri sono sempre stati tra gli oggetti astronomici che hanno più stuzzicato la curiosità del grande pubblico, anche perché di loro sappiamo poco o nulla (peraltro in perfetta sintonia con il loro nome). Quanto pesa un buco nero? Come nasce? Si muove nella galassia o se ne sta fermo aspettando che un incauto pianeta gli cada addosso? Ora per la prima volta nuove e più precise misure della distanza hanno permesso di rispondere a questi interrogativi almeno in un caso. E si è arrivati a un vero proprio identikit del buco nero appartenente al sistema binario Cygnus X-1, riuscendo a calcolarne la massa e la velocità di rotazione.

Succhia materia e sputa raggi X. E noi qui a osservarli. (Cortesia: Chandra X-Ray Observatory/NASA)

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Un buco nero l’ha catturata e la sta divorando

di Andrea Signori

Si può proprio dire che le stelle conducono una “vita da star”. Quando decidono di chiudere la loro “luminosa carriera”, lo fanno in bellezza. Non vanno certo in pensione in sordina. Salutano il gentile pubblico con un’esplosione di supernova, illuminando per un breve periodo tutta la galassia, per poi svanire. Sempre che un buco nero non ci metta lo zampino.

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Non dalle collisioni galattiche, pare

di Marco Cagnotti

Hanno masse di decine di milioni, addirittura di miliardi di volte la massa del Sole. Se ne stanno acquattati nei nuclei delle galassie, compresa la nostra. Alcuni sono tranquilli e paciosi, come quello nella Via Lattea. Altri si agitano e producono intense emissioni di radiazioni. Non loro per la verità. Loro non possono mica. Sono buchi neri, infatti. No, quello che produce radiazioni che poi noi osserviamo è la materia che ci casca dentro, poco prima di sparire inghiottita per sempre. Ora il problema è: perché alcuni di questi buchi neri sono così attivi, mentre altri sono quieti?

Solo banali stelle? In realtà, moltissimi di quei puntini sono galassie. Tutte quelle evidenziate dalla crocetta rossa contengono un buco nero supermassiccio. (Cortesia: CFHT/IAP/Terapix/CNRS/ESO)

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V. Allevato, A. Finoguenov, N. Cappelluti, T. Miyaji, G. Hasinger, M. Salvato, M. Brusa, R. Gilli, G. Zamorani, F. Shankar, J. B. James, H. J. McCracken, A. Bongiorno, A. Merloni, J. A. Peacock, J. Silverman, & A. Comastri (2011). The XMM-Newton Wide field survey in the COSMOS field: redshift evolution
of AGN bias and subdominant role of mergers in triggering moderate luminosity
AGN at redshift up to 2.2 arXiv arXiv: 1105.0520v1

A quasi 4 miliardi di anni-luce

di Marco Cagnotti

Se ti avvicini a un buco nero, che cosa ti succede? “Finisci schiacciato come una frittella”, verrebbe da rispondere. Infatti il suo influsso gravitazionale è così intenso che… Sbagliato. Sbagliatissimo. Altro che frittella: finisci invece stiracchiato come uno spaghetto. E’ una questione di influsso mareale. La differenza fra l’attrazione gravitazionale sui tuoi piedi e quella sulla tua testa è così grande che… beh, ovvio: sei deformato in lunghezza. Vale per un umano e a maggior ragione per una stella. Ed è precisamente quanto è successo in un’anonima galassia a 3,8 miliardi di anni-luce da noi.

Prima stiracchiata, poi completamente inghiottita. (Cortesia: M. Garlick/University of Warwick)

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Rispondono i buchi neri nani?

di Andrea Signori

La materia oscura: uno dei grandi problemi aperti della scienza contemporanea. C’è ma non si vede. Non che si nasconda o faccia la preziosa. Semplicemente bisogna sapere come osservarla. E’ un tipo di materia che interagisce gravitazionalmente, ma che se ne frega dell’elettromagnetismo. Per questo motivo gli scienziati ne deducono la presenza studiando, per esempio, il comportamento gravitazionale delle galassie, ma non possono averne immagini dirette (non emette e non riflette la luce, che è il mediatore delle immagini). Ci sono possibili candidati al ruolo di materia oscura? Da bravi, gli scienziati si sono scatenati, ma al momento abbiamo soltanto delle ipotesi. Tra le ultime, quella avanzata da Andrew Hayes e Neil Comins, dell’Università del Maine. Secondo una ricerca pubblicata dai due scienziati su arXiv, il “lato oscuro” della materia potrebbe essere popolato da buchi neri nani, ovvero di massa inferiore a due masse solari, finora sconosciuti agli astrofisici.

Rappresentazione di fantasia di un buco nero. Che cosa ci sarà lì dentro?

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…e scegliere un abito adatto per ogni situazione

di Ginevra Sanvitale

Il nero è il colore dell’eleganza per antonomasia. Su questo non ci piove: è un concetto chiarissimo a tutti. Sull’eleganza in sé, invece, esistono differenti interpretazioni. Audrey Hepburn ti direbbe che l’eleganza è une petite robe noire e un collier di Tiffany. Un fisico invece ti direbbe che l’eleganza è la perfezione delle leggi dell’universo. Se quindi il cosmo è elegante e il nero è il colore dell’eleganza, l’oggetto più elegante del cosmo dovrebbe essere, a rigor di logica, il buco nero. Tuttavia capire che cosa succederebbe se indossassimo un buco nero a un cocktail party non è così semplice. Sicuramente tutta l’attenzione sarebbe concentrata su di noi: infatti un buco nero è un oggetto estremamente denso con un’attrazione gravitazionale così forte da non permettere ad alcunché di allontanarsi. Ma quale effetto produrrebbe sullo spaziotempo della nostra festa?

Sconsigliato ai cocktail party.

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C’è una via di fuga, pare

di Giulia Melchiorre

Buchi neri: buio e mistero, fascino e terrore, incubo di un orizzonte senza ritorno. Per intere stelle sono una fine inevitabile: se troppo vicine, sono attratte nel vortice di materia e non hanno scampo. Ma c’è una novità: è stata scoperta una via di fuga.

Cygnus X-1: un brutto, brutto, bruttissimo posto. Ma forse qualche particella la sfanga.

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In Arp 147, a 430 milioni di anni-luce

di Marco Cagnotti

Quando vedi l’immagine raccolta da qualche grande Osservatorio, ti viene da pensare: “Se i miei occhi avessero la stessa potenza, vedrei le stesse cose”. Sbagliato: in realtà le immagini rilasciate dai centri di ricerca astronomica sono sempre taroccate nei colori. Ovvio: molti di quegli Osservatori raccolgono luce al di fuori della banda visibile, sicché per l’occhio c’è poco da vedere se non si falsificano i colori. Non solo: ormai va di moda sovrapporre immagini dello stesso oggetto riprese da Osservatori diverse a frequenze diverse. Come l’ultima proposta dal Chandra X-ray Observatory e dal Telescopio Spaziale Hubble, che rappresenta la coppia di galassie interagenti Arp 147. Con un bell’anello di buchi neri, largo 115 mila anni-luce.

Le perle rosa nell'anello a destra sono buchi neri dentro sistemi stellari doppi. (Cortesia: NASA/CXC/MIT/S. Rappaport et al/STScI)

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Qualcos’altro alimenta i buchi neri supermassicci

di Silvia Fracchia

Ormai lo sanno anche i paracarri: molte galassie ospitano nel proprio nucleo un buco nero supermassiccio. Così come tutti sanno che questi buchi neri sono coinvolti nell’attività di alcuni peculiari nuclei galattici, gli Active Galactic Nuclei (AGN). Ciò che ancora resta un mistero è, semmai, la causa di quest’attività: che cosa alimenta il cuore di certe galassie, provocando l’emissione di enormi quantità di energia sotto le più svariate forme?

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A 50 milioni di anni-luce, in M100

di Silvia Fracchia

Un cucciolo di buco nero. Di soli 30 anni. Un vero e proprio lattante per gli standard cosmici. E’ l’ultima scoperta di Chandra, il telescopio spaziale della NASA che da oltre 10 anni osserva il cielo in raggi X.

La supernova SN 1979C nella galassia M100. Bella, eh? Beh, scordati di poterla vedere coi tuoi occhi, perché questa è una composizione di immagini X, nel visibile e nell'infrarosso. (Cortesia: NASA/CXC/SAO/D.Patnaude et al./ESO/VLT /JPL/Caltech)

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Le ha scoperte l’Osservatorio spaziale Fermi

di Silvia Fracchia

Un nuovo indizio compare nel giallo che vede protagonista il centro della nostra galassia: due bolle emettitrici di raggi gamma che si estendono per circa 25 mila anni-luce a nord e altrettanti a sud rispetto al centro della Via Lattea, dalla costellazione della Vergine fino a quella della Gru. Sono state osservate dall’Osservatorio spaziale Fermi della NASA e descritte da Douglas Finkbeiner, dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Cambridge, negli Stati Uniti, e dai suoi collaboratori in un articolo in attesa di pubblicazione da “The Astrophysical Journal”. Fermi è un vero e proprio gioiello, che finora ha fornito un’ottima mappatura del cielo nei raggi gamma e raccoglie dati sempre più dettagliati, scansionando il cielo ogni tre ore e regalandoci una visione sempre più precisa della nostra galassia.

Sopra e sotto l'equatore galattico, per un'estensione totale di 50 mila anni-luce. (Cortesia: NASA's Goddard Space Flight Center)

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La stessa che dovrebbe uscire da un buco nero

di Marco Cagnotti

Un buco nero è… nero: una verità lapalissiana. Troppo elevata la curvatura dello spaziotempo, troppo alta la velocità di fuga: da un buco nero non può uscire niente, nemmeno la luce. Tutto quanto supera un confine chiamato “orizzonte degli eventi” è perduto per sempre. E un buco nero è un monumento a sempiterna memoria di ciò che fu e non è più, un concentrato di materia destinato a crescere in eterno nei secoli dei secoli amen. Che altro c’è da dire? Poi però arriva un genio in carrozzella e dice che no, non è proprio così, guardate che non avete considerato le fluttuazioni quantistiche del vuoto. Eh, già, perché tu il vuoto te lo immagini… vuoto: altra lapalissiana verità. Invece nel vuoto appare dal nulla e scompare nel nulla una miriade di coppie di particelle e antiparticelle che sopravvivono per un attimo brevissimo. E no, non sono masturbazioni intellettuali di fisici teorici un po’ fumati: sono invece conseguenze precise e indirettamente osservate della meccanica quantistica. Perciò, se così è, dice il genio in carrozzella, le coppie apparse proprio sul confine degli eventi possono manifestare un comportamento bizzarro: una finisce nel buco nero e l’altra no. La prima è perduta per sempre, la seconda se ne va per i fatti suoi. Come se dal buco nero venisse fuori una radiazione. Siccome è frutto del genio in carrozzella, le daremo il suo nome: radiazione di Hawking. Con una non trascurabile conseguenza: ci vorranno miliardi di anni, ma alla fine qualsiasi buco nero evaporerà. Quando questa bella teoria viene formulata, corre l’anno 1974.

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I buchi neri si “accendono” a causa dello scontro fra galassie

di Marco Cagnotti

Gli astrofisici nutrono una ragionevole e fondata convinzione: nel nucleo di ogni galassia si nasconde un buco nero. Grosso: la massa è compresa fra un milione e un miliardo di volte quella del Sole. C’è però un problema: alcuni si “accendono” e altri no. Di fatto, non è proprio il buco nero ad “accendersi”. In realtà la materia circostante raccolta in un disco di accrescimento emette una grande quantità di energia prima di cadere nel buco nero e sparire per sempre. Abbiamo allora un Nucleo Galattico Attivo (AGN): una categoria alla quale appartengono anche i quasar e i blazar. Ma come mai solo l’1 per cento della galassie manifesta questo comportamento? La risposta arriva dalla Swift Gamma-Ray Burst Mission, impegnata a mappare il cielo nelle radiazioni gamma, X, ultraviolette e visibili.

Immagini raccolte con il telescopio da 2,1 metri del Kitt Peak National Observatory in Arizona delle controparti ottiche di alcuni Nuclei Galattici Attivi, evidenziati dai cerchietti bianchi: ognuna è stata ripresa anche da Swift e mostra una fusione fra galassie. (Cortesia: NASA/Swift/NOAO/Michael Koss/Richard Mushotzky/University of Maryland)

“I teorici hanno dimostrato che la violenza di una fusione fra galassie può provocare la formazione di un buco nero nel centro”, spiega Michael Koss, dell’Università del Maryland. “Il nostro studio spiega in modo elegante come il buco nero si ‘accende’”. Koss è coautore di una ricerca in uscita il 20 giugno prossimo su “The Astrophysical Journal Letters” dalla quale emerge, appunto, che proprio lo scontro fra le galassie conduce alla formazione di un AGN. “Scontro” si fa per dire: le galassie sono immensi sistemi stellari sostanzialmente vuoti, perciò più che altro si compenetrano. Ma la fusione fra i rispettivi buchi neri è proprio l’evento all’origine della comparsa del futuro Nucleo Galattico Attivo.

Il buco nero finale è circondato da spesse nubi di gas e polveri che intercettano le emissioni radio, ottiche e X molli. La radiazione infrarossa prodotta dalla polvere riscaldata attraversa queste nubi, ma viene confusa con regioni di intensa formazione stellare. Che cosa resta? La radiazione più energetica: X duri e gamma. Ecco perché ci è voluto Swift. Dal 2004 il suo Burst Alert Telescope (BAT) svolge una mappatura del cielo nei raggi X duri. “E’ il censimento più sensibile e completo a queste energie”, afferma Neil Gehrels, principal investigator di Swift presso il Goddard Space Flight Center della NASA. Censimento capace di rivelare i Nuclei Galattici Attivi nel raggio di 650 milioni di anni-luce. Risultato: dozzine di nuovi oggetti, prima sconosciuti. Circa un quarto è rappresentato da collisioni galattiche tuttora in corso. “Forse il 60 per cento di loro si fonderà nel giro di un miliardo di anni”, precisa Koss. “Noi pensiamo di aver trovato la ‘pistola fumante’ dei Nuclei Galattici Attivi prevista dai teorici”.

Ma a noi importa? Se alziamo gli occhi verso la costellazione di Andromeda, già a occhio nudo possiamo scorgere un debole batuffolino: è M31, una galassia un po’ più grande e massiccia della Via Lattea, a circa 2 milioni di anni-luce. Noi abbiamo il nostro buco nero, lei ha il suo. E siamo in rotta di collisione. Certo, ci vorranno ancora 5 miliardi di anni. Ma intanto cominciamo a ragionarci su.

Simulazione delle fasi della collisione fra due galassie a spirale, ciascuna con un proprio buco nero. Il colore indica la temperatura e l'intensità la densità del gas. Dopo la collisione, si forma un quasar che espelle il gas. Il risultato finale è una galassia povera di gas ma con un grosso buco nero centrale, la cui massa dipende dalle dimensioni della galassia stessa, in accordo con le osservazioni. (Cortesia: Nature/ T. Di Matteo, V. Springel, L. Hernquist)

Un teorico polacco pensa di sì

di Marco Cagnotti

Il Big Bang è un bel rompicapo. Da lì viene fuori tutto: non solo la materia e l’energia, ma anche lo spazio e il tempo. Un bel casino da descrivere, anche perché quando hai a che fare con campi gravitazionali straordinariamente intensi ti serve la relatività generale, ma poi su scala subatomica anche la meccanica quantistica. E le due teorie, si sa, non vanno per niente d’accordo. I fisici teorici sono ancora lì che si lambiccano sulla sintesi possibile, e una volta può essere la teoria delle stringhe, e un’altra la loop quantum gravity, e va’ a sapere chi ha ragione. E se invece fossimo nati da un buco nero? Lo pensa Nikodem Poplawski, polacco attualmente in forze all’Università dell’Indiana. Per dimostrarlo, ha appena pubblicato un articolo su “Physics Letters B”, ripescando una vecchia e ben nota conseguenza della relatività generale.

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di Marco Cagnotti

I buchi neri, si sa, ruotano su stessi. E ruota anche la materia che, nei dischi di accrescimento, ruota loro attorno. Il buon senso vorrebbe che la rotazione avvenisse nello stesso verso. Ma in fisica spesso il buon senso è fallace. Sicché sono pure stati ipotizzati buchi neri in controrotazione rispetto al gas circostante raccolto in un disco di accrescimento. Un’ipotesi che adesso sembra potenzialmente esplicativa di un altro bizzarro fenomeno.

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di Marco Cagnotti

Una ricostruzione di fantasia del buco nero (a sinistra) e della sua compagna (a destra) scoperti nella galassia NGC 300. E’ evidente il flusso di materia dalla stella al buco nero. (Cortesia: ESO, L. Calcada)

“Ci parli dei buchi neri?”: la domanda è ricorrente nei corsi e nelle conferenze di astronomia. Questi corpi esotici sembrano colpire l’immaginario del pubblico. Subito la fantasia svolazza verso immagini di porte affacciate su universi paralleli. La realtà è un po’ più prosaica, sicché bisogna interrompere i voli pindarici e tornare ai fatti. Che sono piuttosto semplici. I buchi neri si dividono in due categorie: quelli enormi, da milioni di masse solari, che allignano nei nuclei delle galassie, e quelli più modesti, di taglia stellare. Ed ecco la notizia: di questi ultimi è stato scoperto l’esemplare più distante da noi. Il soggetto si trova a 6 milioni di anni-luce, nella galassia NGC 300, ed è il primo trovato al di fuori del Gruppo Locale al quale appartiene la nostra galassia.

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