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    Una danza di buchi neri

    Ricercatori della NASA sono riusciti a definire con precisione il ritmo della complicata danza tra due buchi neri.

    di Lisa Ovi

    buchi neri non sono stazionari, ma poiché sono completamente scuri, osservarne i movimenti è complicato. L’analisi della danza tra due enormi buchi neri condotta dalla NASA ha rivelato nuove informazioni sulle loro caratteristiche. I risultati della ricerca sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal.

    La galassia OJ 287 ospita uno dei più grandi buchi neri mai trovati, con una massa 18 miliardi di volte superiore a quella del nostro Sole. Un secondo buco nero con una massa circa 150 milioni di volte superiore alla massa del Sole orbita attorno a questo colosso. Due volte ogni 12 anni, il buco nero più piccolo si schianta attraverso l’enorme disco di gas che circonda il primo, generando un bagliore più luminoso di un trilione di stelle. La luce impiega 3,5 miliardi di anni per raggiungere la Terra.

    L’orbita del buco nero più piccolo è oblunga, irregolare ed inclinata rispetto al disco di gas, oltre a cambiare posizione ad ogni orbita. Lo schianto sul disco crea due bolle di gas caldo in espansione che si allontanano dal disco in direzioni opposte e in meno di 48 ore la luminosità del sistema sembra quadruplicare.

    A causa dell’orbita irregolare, il buco nero si schianta nel disco in momenti diversi di ciascuna orbita di 12 anni. I tentativi di calcolare l’orbita del buco nero più piccolo sono durati decenni. Solo nel 2010 gli scienziati hanno creato un modello capace di prevedere gli schianti con un margine di una o tre settimane circa.

    Nel 2018, un gruppo di ricercatori guidato da Lankeswar Dey, laureato del Tata Institute of Fundamental Research di Mumbai, India, ha pubblicato un modello ancora più preciso grazie al quale, il 31 luglio 2019, è stato previsto un bagliore con poche ore di margine. Il bagliore è stato osservato grazie allo Spitzer Space Telescope, operante da 16 anni e allora posizionato a 254 milioni di chilometri dalla Terra.

    In quel periodo, i due buchi neri si trovavano sul lato opposto del Sole rispetto a tutti i telescopi a terra e in orbita, ad eccezione dello Spitzer, ritirato dall’agenzia nel gennaio 2020.

    l’analisi dei movimenti dei due buchi neri ha preso in considerazione l’esistenza delle onde gravitazionali. La teoria della relatività generale di Einstein descrive la gravità come una deformazione dello spazio provocata dalla massa di un oggetto. Quando un oggetto si muove nello spazio, le distorsioni si trasformano in onde gravitazionali, osservate per la prima nel 2015 grazie al Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO). Più grande è la massa di un oggetto, più imponenti saranno le onde gravitazionali create.

    Per riuscire a calcolare il ritmo dei bagliori con un margine d’errore di quattro ore, i ricercatori hanno incorporato il teorema “no-hair” sui buchi neri, pubblicato negli anni ’60 da un gruppo di fisici che includeva Stephen Hawking. Secondo il teorema, pur non avendo una vera e propria superficie, i buchi neri sarebbero caratterizzati da un confine oltre il quale nemmeno la luce può sfuggire. Chiamato orizzonte degli eventi, secondo alcuni, questo confine potrebbe essere irregolare, ma il teorema no-hair presuppone che non vi siano irregolarità, nemmeno ‘un capello’.

    La sua superficie sarebbe quindi simmetrica. Le osservazioni del sistema OJ 287, sembrano supportare tale teoria. L’orbita del buco nero più piccolo sembra essere principalmente determinata dalla massa del buco nero più grande. Riuscire a dimostrare o confutare il teorema del no-hair significa confermare o negare la possibilità che esistano i buchi neri previsti da Hawking e altri.

    I dati scientifici raccolti dallo Spitzer sono ancora oggetto di studio. La missione è stata gestita dal JPL sotto la direzione del Caltech.

    (lo)

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