Al centro della nostra galassia della Via Lattea si trova un colosso. Un oggetto così massiccio che nulla può sfuggire alla sua attrazione gravitazionale, nemmeno la luce. In effetti, pensiamo che la maggior parte delle galassie ne abbia una. Sono, ovviamente, buchi neri supermassicci.
I buchi neri supermassicci sono stelle che sono crollate in una singolarità. La teoria generale della relatività di Einstein predisse la loro esistenza. E questi buchi neri sono circondati da quello che è noto come un orizzonte degli eventi, che è un po 'come il punto di non ritorno per qualcosa che si avvicina troppo al buco nero. Ma nessuno ha ancora dimostrato l'esistenza dell'orizzonte degli eventi.
Alcuni teorici pensano che qualcos'altro potrebbe trovarsi al centro delle galassie, un evento oggetto supermassiccio più strano di un buco nero supermassiccio. I teorici pensano che questi oggetti abbiano in qualche modo evitato il destino di un buco nero e non siano crollati in una singolarità. Non avrebbero alcun orizzonte degli eventi e avrebbero invece una superficie solida.
"Il nostro punto qui è trasformare questa idea di un orizzonte degli eventi in una scienza sperimentale e scoprire se gli orizzonti degli eventi esistono davvero o meno", - Pawan Kumar Professore di astrofisica, Università del Texas ad Austin.
Un team di ricercatori dell'Università del Texas ad Austin e dell'Università di Harvard ha affrontato il problema. Wenbin Lu, Pawan Kumar e Ramesh Narayan volevano far luce sul problema dell'orizzonte degli eventi. Si chiedevano quale fosse l'oggetto solido di superficie e cosa sarebbe successo se un oggetto come una stella si fosse scontrato con esso. Hanno pubblicato i loro risultati nelle comunicazioni mensili della Royal Astronomical Society.
"Il nostro punto qui è trasformare questa idea di un orizzonte degli eventi in una scienza sperimentale e scoprire se gli orizzonti degli eventi esistono davvero o no", ha detto Pawan Kumar, professore di astrofisica all'Università del Texas ad Austin, in una stampa pubblicazione.
Poiché un buco nero è una stella crollata in una singolarità, non ha una superficie e ha invece un orizzonte degli eventi. Ma se l'altra teoria si rivelasse vera e l'oggetto avesse una superficie solida anziché un orizzonte degli eventi, allora qualsiasi oggetto che si scontrasse con esso sarebbe distrutto. Se una stella dovesse scontrarsi con questa dura superficie e essere distrutta, la squadra ipotizzava, quindi il gas della stella avrebbe avvolto l'oggetto e avrebbe brillato brillantemente per mesi o addirittura anni.
In tal caso, il team sapeva cosa cercare. Hanno anche capito quante volte questo sarebbe successo.
"Abbiamo stimato la percentuale di stelle che cadono su buchi neri supermassicci", ha detto Lu nello stesso comunicato stampa. “Quasi ogni galassia ne ha una. Abbiamo considerato solo quelli più massicci, che pesano circa 100 milioni di masse solari o più. Ce ne sono circa un milione in pochi miliardi di anni luce dalla Terra. "
Ora avevano bisogno di un modo per cercare questi oggetti nel cielo e lo hanno trovato negli archivi del telescopio Pan-STARRS. Pan-STARRS è un telescopio da 1,8 metri alle Hawaii. Quel telescopio ha recentemente completato un'indagine su metà dell'emisfero settentrionale del cielo. In quell'indagine, Pan-STAARS ha trascorso 3,5 anni alla ricerca di oggetti transitori nel cielo, oggetti che si illuminano e poi sbiadiscono. Hanno cercato negli archivi Pan-STARR gli oggetti transitori che avevano la firma che avevano predetto dalle stelle che si scontrano con questi oggetti supermassicci e dalla superficie dura.
Il trio ha previsto che nell'arco di 3,5 anni acquisito dal sondaggio Pan-STAARS, si sarebbero verificati 10 di questi scontri che dovrebbero essere rappresentati nei dati.
"Si scopre che avrebbe dovuto rilevarne più di 10, se la teoria della superficie dura è vera." - Wenbin Lu, Dipartimento di Astronomia, Università del Texas ad Austin.
“Dato il tasso di stelle che cadono sui buchi neri e la densità numerica dei buchi neri nell'universo vicino, abbiamo calcolato quanti di questi transitori Pan-STARRS avrebbero dovuto rilevare in un periodo di funzionamento di 3,5 anni. Si scopre che avrebbe dovuto rilevarne più di 10, se la teoria della superficie dura è vera ”, ha detto Lu.
Il team non ha trovato nessuna delle fiammate che si aspettavano di vedere se la teoria della superficie dura è vera.
"Il nostro lavoro implica che alcuni, e forse tutti, i buchi neri hanno orizzonti di eventi ..." - Ramesh Narayan, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Quello che potrebbe sembrare un fallimento, non è certo. Non per Einstein, comunque. Questo rappresenta l'ennesimo test riuscito della teoria della relatività generale di Einstein, che mostra che l'orizzonte degli eventi previsto nella sua teoria sembra esistere.
Per quanto riguarda il team, non hanno ancora abbandonato l'idea. In effetti, secondo Pawan Kumar, professore di astrofisica, Università del Texas ad Austin, “Il nostro motivo non è tanto quello di stabilire che esiste una superficie dura, ma di spingere il confine della conoscenza e trovare prove concrete che davvero, ci sia un orizzonte degli eventi attorno ai buchi neri. "
"La relatività generale ha superato un altro test critico." - Ramesh Narayan, Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian.
"Il nostro lavoro implica che alcuni, e forse tutti, i buchi neri hanno orizzonti di eventi e che il materiale scompare davvero dall'universo osservabile quando viene attirato in questi oggetti esotici, come ci aspettavamo da decenni", ha detto Narayan. "La relatività generale ha superato un altro test critico."
Il team prevede di continuare a cercare le riacutizzazioni associate alla teoria della superficie dura. Il loro sguardo ai dati Pan-STARRS è stato solo il loro primo tentativo.
Sperano di migliorare i loro test con l'imminente Large Synoptic Survey Telescope (LSST) in costruzione in Cile. L'LSST è un telescopio ad ampio campo che cattura le immagini del cielo notturno ogni 20 secondi nell'arco di dieci anni. Ogni poche notti, l'LSST ci darà un'immagine dell'intero cielo notturno disponibile. Ciò renderà lo studio degli oggetti transitori molto più semplice ed efficace.
Altre letture: Rise of the Super Telescopes: The Large Synoptic Survey Telescope
fonti:
- Le stelle cadono silenziosamente nei buchi neri o si schiantano in qualcosa di completamente sconosciuto?
- Gli eventi di disturbo stellare supportano l'esistenza dell'orizzonte degli eventi del buco nero
