Event Horizon Telescope, una serie su scala planetaria di otto radiotelescopi terrestri forgiati attraverso la collaborazione internazionale, ha catturato questa immagine del buco nero supermassiccio e della sua ombra che si trova al centro della galassia M87.
(Immagine: © EHT Collaboration)
Il Event Horizon Telescope il progetto non riposa sugli allori.
Nell'aprile 2019, la collaborazione EHT ha rivelato il prima immagine in assoluto di un buco nero, che catturò il colosso nel cuore della galassia M87. Il progetto ha funzionato per quel momento per due decenni, ma la presentazione non ha segnato un culmine o un culmine. Piuttosto, è stata una svolta, l'apertura di una finestra su scoperte ancora più entusiasmanti a venire, hanno detto i membri del team.
"Ripenseremo a questi 20 anni da adesso - sapete, berremo tutti da bere da qualche parte - e penso che riconosceremo l'immagine M87 solo all'inizio", il direttore fondatore di EHT Shep Doeleman, un astronomo dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) in Massachusetts, ha detto ai giornalisti il 10 aprile durante un evento di webcast che celebrava l'anniversario di un anno della presentazione della foto.
"Sarà davvero solo l'inizio", ha aggiunto Doeleman. "Penso che la scoperta continuerà a girare."
Grandi ambizioni del buco nero
Il prossimo grande momento potrebbe coinvolgere il supermassiccio della nostra galassia della Via Lattea buco nero, che è noto come Sagittario A *, o Sgr A * in breve. Il team EHT ha osservato Sgr A * ma non è stato ancora in grado di generare un'immagine dai dati.
Fotografare un buco nero è molto più complicato che puntare e scattare. L'EHT combina i dati di otto radiotelescopi in tutto il mondo, che sono collegati per formare un megascope virtuale delle dimensioni della Terra. Il team elabora algoritmi per dare un senso a tutte queste informazioni, integrandole per generare un'immagine che raffigura il buco nero orizzonte degli eventi - il "punto di non ritorno" oltre il quale nulla può sfuggire, neppure la luce. (Fotografare l'interno di un buco nero è impossibile, a meno che tu non ci sia tu stesso, il che non è consigliato.)
Tale lavoro è scrupoloso e richiede tempo; ad esempio, i dati M87 che hanno consentito l'immagine dell'anno scorso sono stati raccolti nel 2017. E Sgr A * è ancora un obiettivo più difficile, anche se è molto più vicino a noi (26.000 anni luce contro 55 milioni di anni luce per M87). Sgr A * è un buco nero supermassiccio relativamente leggero, che ospita la massa di "solo" 4,3 milioni di soli e quindi opera su scale temporali più brevi rispetto al mostro M87 da 6,5 miliardi di massa solare.
"Una delle sfide per il Sagittario A * è che si evolve così rapidamente nel corso di una serata", ha detto Doeleman. "Quindi, stiamo sviluppando nuovi algoritmi che possono affrontare specificamente questo, per aggiungere una variabilità temporale alla modellazione. Ciò richiede solo più tempo."
L'aggiunta di Sgr A * all'album fotografico è una priorità per i membri del team EHT, in parte perché desiderano vedere un oggetto così diverso da Il buco nero supermassiccio di M87. Ma le ambizioni del progetto non finiscono qui. La collaborazione prevede di raddoppiare il numero di telescopi EHT costituenti, creando un "EHT di nuova generazione" che spingerà la scoperta al livello successivo.
Il megascope modificato "ci offrirà viste ancora più nitide e ci permetterà di realizzare i primi film di buchi neri", ha detto Doeleman.
L'EHT di prossima generazione porterà ancora più buchi neri nel raggio d'azione per i ricercatori. E potrebbe anche consentire alla squadra di ingrandire un "anello fotonico" di un buco nero, una struttura bizzarra che sembra contenere una sequenza infinita e piena di informazioni. Osservazioni così approfondite "consentirebbero test ultraprecisi delle teorie di Einstein e persino l'estrazione di spin", ha detto Doeleman.
Sarebbe davvero un grosso problema. "I buchi neri supermassicci sono oggetti elementari descritti solo dalla loro dimensione e rotazione", ha detto il membro del team EHT Michael Johnson, anch'egli del CfA, durante l'evento del 10 aprile. Le osservazioni EHT consentono già agli scienziati di inchiodare la massa, quindi anche ottenere spin consentirebbe agli scienziati di ottenere davvero la merce su questi mostri divoratori di luce.
L'EHT di prossima generazione fornirà anche altri vantaggi, hanno affermato Doeleman e Johnson. Ad esempio, la partnership migliorata dovrebbe consentire alla collaborazione di comprendere meglio i getti del buco nero, i raggi di particelle che i colossi esplodono quasi alla velocità della luce.
La collaborazione ha già ottenuto finanziamenti dalla National Science Foundation degli Stati Uniti per far rotolare la palla sull'EHT di nuova generazione. L'obiettivo è quello di ottenere un progetto definitivo entro tre o quattro anni e avere tutto pronto prima della fine del decennio, ha detto Doeleman. (A proposito, i nuovi piatti non sono l'unico modo per potenziare l'EHT. La risoluzione può anche essere migliorata osservando gli obiettivi in più frequenze elettromagnetiche, hanno detto Doeleman e Johnson.)
Dopo di ciò, l'EHT potrebbe ottenere un ulteriore impulso. Espandere la portata del megascope nello spazio aumenterebbe notevolmente il suo potere risolutivo e il team sta cercando modi per farlo. La collaborazione sta studiando la possibilità di incorporare risorse spaziali già esistenti e di montare nuove missioni dedicate, ha affermato Johnson.
L'aggiunta di un solo strumento in orbita geosincrona, a oltre 22.000 miglia (35.400 chilometri) sopra il nostro pianeta, farebbe la differenza. "E poi, certamente, una volta usciti la luna - è lì che penso che saremmo davvero alla ricerca di una scienza completamente nuova ", ha detto Johnson a Space.com il mese scorso, quando il team EHT ha annunciato i risultati del suo anello fotonico. (Tale distanza sarebbe circa 10 volte più lontana; la luna è in media 238.855 miglia, o 384.400 km, dalla Terra.)
Un dosso sulla strada
La pandemia di coronavirus ha reso il percorso verso future scoperte EHT più accidentato di quanto sarebbe stato normalmente: il progetto La campagna di osservazione del 2020 è stata annullata perché molti degli ambiti partecipanti vengono chiusi per motivi di salute e sicurezza. (Il progetto raccoglie i dati solo una volta all'anno, durante una finestra a marzo e aprile quando il tempo tende a essere buono in tutti i suoi siti di osservazione molto diffusi.)
La cancellazione è stata la mossa giusta, ha detto Doeleman. Ma è stato "straziante", ha aggiunto, soprattutto perché le osservazioni di quest'anno avrebbero incluso contributi per la prima volta da strumenti in Groenlandia, Arizona e Alpi francesi. Pertanto, la campagna 2020 avrebbe caratterizzato un EHT 11-scope ampliato e più potente.
Ma il team può ancora fare molte analisi dei dati e iniziare a gettare le basi per le osservazioni del prossimo anno, ha sottolineato Doeleman. Quindi, gli spiriti tra i ricercatori sono tutt'altro che rotti.
"Ora attraverso la collaborazione, non c'è un tono di disperazione; penso che siamo un po 'uniti dalla sofferenza", ha detto Johnson.
"La soluzione del buco nero è stata derivata da Karl Schwarzschild nelle trincee durante la prima guerra mondiale", ha detto, riferendosi al fisico tedesco che ha trovato la prima soluzione esatta a Equazioni di relatività generale di Einstein. "Quindi, la scienza continua, e penso che abbia un ruolo importante anche in mezzo a queste sfide."
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