Il consorzio internazionale Event Horizon Telescope (EHT), che mira a catturare le prime immagini dei bordi dei buchi neri, ha pubblicato oggi i suoi primi risultati (10 aprile). Il segreto del successo del progetto è come collega le antenne radio in tutto il mondo per creare un telescopio virtuale delle dimensioni della Terra.
I buchi neri hanno tiri gravitazionali così potenti che, oltre le soglie note come loro orizzonti degli eventi, nulla può sfuggire, nemmeno la luce. Sebbene ciò significhi che i buchi neri sembrano semplicemente neri, i ricercatori mirano comunque a catturare le migliori foto che possono degli ambienti circostanti, che potrebbero brillare di luce. Queste immagini possono rivelare segreti sulla misteriosa struttura dei buchi neri e su come influenzano i loro ambienti.
L'EHT mira all'immagine buchi neri supermassicci milioni a miliardi di volte la massa del sole. Ad esempio, il buco nero Sagittario A *, al centro della Via Lattea, è circa 4,3 milioni di volte la massa del nostro sole, mentre il buco nero nel cuore della galassia M87, di cui ora ha rilasciato un'immagine, è di circa 6 miliardi di masse solari.
EHT cerca un'ombra, o una silhouette, su uno sfondo luminoso: i contorni dell'orizzonte degli eventi. Sebbene l'ombra del Sagittario A * sia circa 30 volte il diametro del sole, questo buco nero si trova a circa 26.000 anni luce dalla Terra, quindi, dal nostro punto di vista, l'ombra ha circa le stesse dimensioni di un'arancia apparirebbe sul Luna. Il buco nero nel cuore di M87 è circa 2000 volte più lontano dalla Terra di Sagittario A * ed è quindi ancora più difficile da vedere (anche se è molto più grande).
Inoltre, le ombre dei buchi neri sono molto deboli quando si tratta di emettere segnali radio di interesse per l'EHT. Catturare abbastanza energia dal Sagittario A * per accendere una lampadina da 1 watt per 1 secondo richiederebbe una delle antenne del progetto per circa 250 milioni di anni.
Per immaginare questi buchi neri, l'EHT ha radiotelescopi in tutto il mondo, dagli Stati Uniti al Messico, al Cile, al Polo Sud, osservando gli stessi obiettivi allo stesso tempo. Raccogliendo i dati all'unisono e ricucendoli insieme, questa rete può agire come un singolo grande telescopio, uno che, si spera, abbia abbastanza potere d'ingrandimento per individuare oggetti anche lontani e poco illuminati.
Nel 2017, il progetto comprendeva otto osservatori radiofonici e altri tre dovrebbero unirsi entro il 2020. "Avendo il maggior numero possibile di osservatori, è possibile migliorare l'immagine", ha detto a Space Avi Loeb, la cattedra di astronomia dell'Università di Harvard. com. (Loeb non è un membro del team EHT.)
Per assicurarsi che i radiotelescopi agiscano in sincronia, ognuno timestamp i suoi dati con l'aiuto di orologi atomici che sparano raggi laser (laser a microonde) su idrogeno. Gli atomi in questo gas oscillano con una frequenza precisa, proprio come fanno i pendoli oscillanti negli orologi a pendolo. Gli orologi atomici che dipendono da questi maser idrogeno sono straordinariamente stabili, perdendo solo circa 1 secondo ogni 100 milioni di anni.
Gli scienziati hanno da tempo fatto che reti di più telescopi si comportino come singole grandi telescopi, una tecnica nota come interferometria di base molto lunga. Tuttavia, una sfida chiave nell'elaborare l'EHT era operare con le onde radio ad alta frequenza necessarie per l'immagine di questi buchi neri.
"La velocità con cui i dati vengono registrati con Event Horizon Telescope è almeno un ordine di grandezza più veloce della vecchia interferometria di base molto lunga, ma con i computer moderni ciò è diventato fattibile", ha affermato Loeb.
Tuttavia, le maggiori sfide che Event Horizon Telescope ha dovuto affrontare potrebbero non essere state tecniche, ma sociali.
"Direi che il più grande risultato di questo progetto è la capacità di coordinare diversi osservatori in diversi paesi del mondo", ha detto Loeb. "Gli astronomi sono piuttosto competitivi e convincere centinaia di loro a lavorare insieme e capire chi è il leader, perché quella persona dovrebbe essere il leader e come tutti dovrebbero ottenere credito è una vera sfida".
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