Un team internazionale di radioastronomi ha annunciato oggi (10 aprile) la prima immagine ravvicinata di un buco nero.
È un buco nero supermassiccio al centro della galassia Virgo A (chiamato anche Messier 87 o M87), ed è così grande - largo quanto il nostro intero sistema solare - che anche a 53 milioni di anni luce di distanza, sembra grande nel cielo come Sagittario A *, il buco nero più piccolo ma ancora supermassiccio al centro della nostra galassia. Questo annuncio è il primo risultato di uno sforzo iniziato nell'aprile 2017, che ha coinvolto tutti i principali radiotelescopi sulla Terra - collettivamente chiamato Event Horizon Telescope.
Quindi, se questi oggetti sono così enormi e i telescopi erano già là fuori, perché gli scienziati hanno scoperto come immaginarli solo di recente? E una volta capito, perché ci sono voluti due anni per produrre un'immagine?
Per rispondere semplicemente alla prima domanda: i buchi neri di queste dimensioni sono molto rari. Si pensa che ogni grande galassia ne abbia solo una al centro. Sono in genere piuttosto scuri, avvolti in nuvole di materia densa e stelle. E anche il più vicino, nella nostra galassia, è a 26.000 anni luce dalla Terra.
Ma la nuova immagine non rivela la prima luce che gli umani hanno rilevato da un buco nero. (E l'immagine non è fatta dalla luce come la immaginiamo normalmente; le onde elettromagnetiche individuate dal telescopio sono onde radio molto lunghe. Se tu fossi più vicino al buco nero, vedresti anche un'ombra di luce visibile.)
Già nel 1931, secondo l'Osservatorio e il planetario di Armagh, il fisico Karl Jansky notò che nel cuore della Via Lattea c'era un punto luminoso dell'attività a lunghezza d'onda radio. I fisici ora sospettano fortemente che questo punto sia un buco nero supermassiccio. Da quella scoperta, i fisici hanno da tempo rilevato altri buchi neri con le loro firme radio.
La novità qui è che il Telescopio Orizzonti Evento ha immaginato l'ombra che il buco nero crea contro la circostante, materia incandescente del disco di accrescimento dell'oggetto (la materia calda che cade rapidamente verso l'orizzonte degli eventi del buco nero). Questo è eccitante per i fisici perché conferma alcune idee importanti su come dovrebbe essere quell'ombra, il che a sua volta conferma ciò che gli scienziati già credevano sui buchi neri.
Per immaginare l'ombra, gli astrofisici hanno dovuto rilevare quelle onde radio con dettagli senza precedenti. Nessun singolo radiotelescopio poteva farlo. Ma i fisici hanno scoperto come collegarli tutti in rete, attorno alla Terra, insieme per agire come un telescopio gigante, come ha detto Sheperd Doeleman, un astrofisico dell'Università di Harvard e direttore dell'Event Horizon Telescope, in una conferenza stampa della National Science Foundation.
Ogni radiotelescopio catturò una grande quantità di fotoni radio in arrivo, ma con nessun dettaglio abbastanza vicino per individuare l'ombra del buco nero circondato dal suo disco di accrescimento. Ma la prospettiva di ciascun telescopio sull'immagine era leggermente diversa. Quindi, gli scienziati hanno accuratamente combinato i set di dati leggermente diversi e, con l'aiuto di orologi atomici, confrontati quando i radiofoni arrivavano ai diversi strumenti. In questo modo, i fisici sono stati in grado di stuzzicare il segnale del buco nero da un sacco di rumore.
I telescopi hanno raccolto i dati effettivi utilizzati per produrre l'immagine nel corso di soli tre giorni nell'aprile 2017. Questo ammontava a oltre 5 petabyte in totale, circa quante più informazioni dell'intera Biblioteca del Congresso. È stato archiviato in una vasta collezione di dischi rigidi che insieme misurato in tonnellate, Dan Marrone, un astrofisico e uno dei collaboratori del progetto, ha dichiarato alla conferenza stampa.
Sono così tanti i dati che l'invio su Internet era praticamente impossibile, ha detto. Invece, i fisici hanno raccolto tutte le informazioni in un unico posto spedendo fisicamente i dischi rigidi.
I ricercatori hanno trascorso l'anno successivo utilizzando i computer per perfezionare e interpretare i dati fino a quando questa immagine non è emersa, ha detto Marrone. Trascorsero l'anno successivo a controllare i loro risultati e scrivere documenti. Acqua nell'atmosfera, fotoni radio dispersi da altre fonti e persino piccoli errori nei dati del telescopio hanno cospirato per confondere i dati. La maggior parte del lavoro del progetto, quindi, consisteva in un'attenta matematica per tenere conto di tutti quegli errori e il rumore nei dati, con il lavoro che scopriva lentamente l'immagine che si nascondeva dietro quei problemi.
Quindi, in un certo senso, scattare una foto di un buco nero avviene abbastanza rapidamente. Lo sta sviluppando e richiede molto tempo.
