Il Tirreno

È già la foto del secolo, la prima mai scattata a un buco nero. Dopo il primo "cinguettio" di un'onda gravitazionale, l'anello rossastro prodotto dai gas che precipitano in un buco nero segna un altro passo epocale nella storia dell'astronomia. L'immagine mostra come i gas siano curvati dall'incredibile gravità di questo mostro cosmico, con una massa sei miliardi di volte superiore a quella del Sole.

Un'immagine senza precedenti
 

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Questa foto senza precedenti è il risultato del progetto internazionale Event Horizon Telescope (Eht), al quale l'Italia partecipa con Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) e Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn).
Otto radiotelescopi disseminati in tutto il mondo sono stati puntati all'unisono, come un unico telescopio virtuale, un grande occhio sull'universo, sul centro della galassia Messier 87 (M87), distante 55 milioni di anni luce. Ci sono voluti anni di osservazioni e i 14 milioni di euro del finanziamento da parte del Consiglio Europeo della Ricerca (Erc), ma il risultato ha fatto immediatamente il giro del mondo in pochi minuti: pubblicato in sei articoli in un numero speciale della rivista Astrophysical Journal Letters, è stato annunciato contemporaneamente in sei conferenze stampa in Europa, Stati Uniti, Cile, Cina e Giappone.

"Siamo orgogliosi di avere trovato la formula vincente, abbiamo dimostrato di credere nell'intuizione della scienza", ha detto il Commissario Europeo per la Ricerca, la Scienza e l'Innovazione Carlos Moedas.
Oggi si apre la "prima pagina di un libro incredibile nel quale è possibile fare osservazioni sempre più accurate di questi oggetti, previsti un secolo fa da Albert Einstein", ha detto Luciano Rezzolla, direttore dell'Istituto di Fisica Teorica di Francoforte, membro del comitato scientifico della collaborazione e che ha partecipato all'analisi teorica dei risultati. Con lui gli altri protagonisti del progetto sono Heino Falcke, della Radboud University, e Micheal Kramer, della Royal Astronomical Society.

"È un risultato che segna una nuova epoca" anche per Elisabetta Liuzzo, dell'Istituto di Radioastronomia dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) e del Centro regionale del radiotelescopio Alma dell'Osservatorio Europeo Australe (Eso). Per la comunità scientifica osservare i buchi neri potrebbe portare a scoprire fenomeni che oggi sono impossibili da prevedere. Osservare i buchi neri significa infatti poter guardare direttamente che cosa accade quando la materia si trova in condizioni estreme. Vuol dire anche fare un passo in avanti importante nella comprensione dei segreti del cosmo e avere "un nuovo strumento di indagine per esplorare la gravità nel suo limite estremo", ha detto Mariafelicia Delaurentiis, astronomia e astrofisica dell'Università di Napoli Federico II e della sezione di Napoli dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), che ha coordinato il gruppo di analisi teorica dell'esperimento. Di sicuro è l'inizio di una nuova avventura.

Cosa sono i buchi neri

 

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Previsti un secolo fa da Albert Einstein, i buchi neri sono stati finora degli oggetti cosmici misteriosi, ma adesso le cose potrebbero cambiare: poterli fotografare significa non solo avere la prova diretta della loro esistenza, ma poter osservare che cosa accade quando la materia si avvicina a un ambiente così estremo, dove la forza di gravità è enorme.

La prima conferma dell'idea di Einstein risale al 2016, quando proprio la collisione di due buchi neri avvenuta un miliardo di anni fa ha generato il primo segnale di un'onda gravitazionale. Era un'eco lontana, ma sufficiente a mettere fine a lunghi anni di discussioni e dibattiti scientifici sull'esistenza o meno dei buchi neri. Sebbene siano stati a lungo "invisibili", molti gruppi di ricerca hanno elaborato ipotesi sul loro comportamento. Nel 1974, per esempio, Stephen Hawking aveva previsto che i buchi neri perdono progressivamente massa ed energia fino a svanire nel nulla come se "evaporassero". Molti anni più tardi si è previsto che il buco nero che si trova al centro della Via Lattea, chiamato Sagittarius A, potrebbe entrare in collisione e fondersi con quello che si trova al centro della galassia più vicina, Andromeda. Mancano miliardi di anni prima che questo accada, sicuramente i due buchi neri porteranno con sé le loro galassie. Grazie alle ricerche dell'italiano Fabrizio Tombesi, che dagli Stati Uniti è recentemente rientrato in Italia, si sa che i buchi neri non sono soltanto il simbolo di fenomeni catastrofici: contribuiscono, per esempio, alla formazione di nuove stelle, rinnovando le galassie.

Di certo i buchi neri sono straordinari laboratori di fisica, come hanno dimostrato le osservazioni fatte con i satelliti Agile, dell'Agenzia Spaziale Italiana (Asi) Fermi della Nasa e al quale l'Italia partecipa in modo importante con Asi, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) e Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf). L'orizzonte degli eventi, ossia il confine oltre il quale più nulla riesce a fuggire dai buchi neri è sempre stato un campo di ricerca tanto affascinante quanto difficile. È il limite di quella regione dello spaziotempo dalla quale non è possibile ricevere informazioni e da cui né la materia né la luce possono sfuggire. Appena fuori dall'orizzonte degli eventi, c'è una regione in cui le particelle di luce (fotoni) seguono orbite instabili, che dipendono dalle caratteristiche del buco nero. Soltanto adesso diventa possibile osservare direttamente questi oggetti, nei quali la fisica è spinta a condizioni estreme.
 

"Ora puntiamo al cuore della via lattea"

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Una nuova pagina dell'astronomia si è appena aperta, le promesse sono davvero entusiasmanti e ricercatori sono pronti a rivolgere i telescopi verso nuove sfide. "Adesso che possiamo finalmente osservare i buchi neri" e "ci sono altri oggetti che vogliamo guardare", ha detto Luciano Rezzolla, direttore dell'Istituto di Fisica Teorica di Francoforte e membro del comitato scientifico della collaborazione Eht (Event Horizon Telescope). È chiaro ormai, ha rilevato, che "oggi si apre la prima pagina di un libro nel quale è possibile fare osservazioni sempre più accurate di questi oggetti, previsti un secolo fa da Albert Einstein".

Tra i nuovi buchi neri che i ricercatori si preparano a osservare "uno è quello al centro della nostra galassia, la Via Lattea", ha detto Rezzolla. È davvero una sfida perché ci sono molte differenze, a volte vantaggiose e altre no, rispetto al gigantesco M87 che domina il centro della galassia Messier 87 nell'ammasso della Vergine, protagonista della foto del secolo.

I telescopi della collaborazione Eht avevano cominciato da tempo a osservare anche il buco nero al centro della Via Lattea, chiamato Sagittarius A, ma non è un oggetto facile da osservare. "Abbiamo cercato i buchi neri più grandi nel cielo: quello di M87, del quale abbiamo ottenuto l'immagine, e quello al centro della Via Lattea", ha spiegato Rezzolla. Senza dubbio, ha proseguito, Sagittarius A "è più vicino rispetto al buco nero della galassia M87 e possiamo vederlo più facilmente". Si trova a 100.000 anni luce dalla Terra, contro i 55 milioni di anni luce di M87. Tuttavia, "è più piccolo, con una massa di 'solo' quattro milioni di masse solari".

Proprio per la sua enorme massa, inoltre, M87 è molto stabile; Sagittarius A è invece molto più 'variabile'. Questo perché la materia che cade su di esso lo fa in modo turbolento e questo dà vita ad un'immagine che cambia frequentemente. Fare una fotografia di questo oggetto che è come fotografare un fiume in piena ed è chiaramente più difficile. A rappresenta quindi la prossima sfida del progetto Eht. Sono otto i radiotelescopi puntati contemporaneamente su questo oggetto cosmico allo scopo di ottenere immagini dalla risoluzione più alta e, tenendo conto della rotazione della Terra, di rilevare immagini ininterrotte di questa sorgente.

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