Per la prima volta nella storia dell’umanità, una fotografia ad altissima risoluzione ha dato prova diretta dell’esistenza dei buchi neri. Dopo decenni di faticosi studi e controverse conferme “indirette”, il team di ricerca internazionale che orbita attorno al progetto EHT (Event Horizon Telescope), ha diffuso oggi in mondovisione le prime immagini del buco nero supermassiccio posizionato al centro della galassia Messier 87 (o M87).
“Siamo di fronte alla conferma della Teoria della Relatività di Einstein”, ha detto il direttore del progetto Eht Sheperd S. Doeleman del Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian, presentando l’immagine in diretta streaming da Bruxelles.
Nel team dell’HTC, una rete distribuita su tutta la Terra, composta di un insieme di radiotelescopi che lavorano in modo coordinato così da costituire un unico strumento di dimensioni globali con sensibilità e risoluzione senza precedenti, ci sono anche ricercatrici italiane dell’INFN, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, e dell’INAF, l’Istituto Nazionale di Astrofisica.
Il buco nero supermassiccio della galassia M87, posizionata vicino all’ammasso di galassie della Vergine, presenta una massa equivalente a 6,5 miliardi di masse solari e si trova a 55 milioni di anni luce dalla Terra.
Per “catturare” l’immagine, si legge in una nota dell’INFN, “la collaborazione EHT ha impiegato la tecnica dell’interferometria radio a lunga distanza (VLBI very-long baseline interferometry), che osserva a una lunghezza d’onda di 1,3 mm, corrispondente a una frequenza di circa 230 GHz. Questo ha consentito di ricostruire le immagini in scala dell’orizzonte degli eventi del buco nero supermassiccio”.
Cosa vediamo nell’immagine
Un cerchio di fuoco attorno ad una regione oscura: potremmo descrivere così la meravigliosa immagine scattata dall’HTC e che oggi ha fatto il giro del mondo. Riprendendo quanto scritto dagli studiosi dell’Istituto nazionale di fisica nucleare, sappiamo che “la sorgente radio compatta centrale è stata risolta come un anello di emissione luminoso asimmetrico, di forma quasi circolare e che racchiude una regione centrale oscura, l’ombra del buco nero, appunto”.
L’anello di emissione, il cui diametro e ampiezza sono rimasti stabili nel corso di quattro indipendenti osservazioni condotte in giorni diversi, è stato ricostruito utilizzando differenti schemi di calibrazione e di imaging.
"As with all great discoveries this is just the beginning" says @EHTelescope director Shep Doeleman #EHTblackhole https://t.co/RjpPjXDt0a pic.twitter.com/ulngkjkNcz
— Physics World (@PhysicsWorld) 10 aprile 2019
La luminosità dell’anello e la sua asimmetria possono essere spiegata in termini di “radiazione relativistica dell’emissione di un plasma che ruota quasi alla velocità della luce attorno al buco nero”. Una volta “catturata” l’ombra del buco nero, è stato possibile confrontare le osservazioni con modelli computazionali di precisione che tengono conto della fisica dello spazio deformato, della materia surriscaldata e dei forti campi magnetici presenti.
Le caratteristiche dell’immagine osservata corrispondono esattamente alle previsioni teoriche. L’immagine è, dunque, coerente con le previsioni dell’ombra di un cosiddetto buco nero di Kerr, ossia quel che resta di una stella massiva, in accordo con la Relatività Generale, e gli scienziati hanno potuto calcolare anche che il buco nero osservato ha una massa centrale di 6,5 miliardi di masse solari.
L’annuncio
Pubblicato in sei articoli in un numero speciale della rivista Astrophysical Journal Letters, il risultato è stato annunciato contemporaneamente in sei conferenze stampa. A Bruxelles lo hanno presentato il Consiglio Europeo della Ricerca (Erc) e il progetto Event Horizon Telescope (Eht), alla presenza del Commissario Europeo per la Ricerca, la Scienza e l’Innovazione Carlos Moedas; le altre cinque conferenze stampa sono state organizzate a Santiago del Cile, Shanghai, Tokyo, Taipei e Washington.
La collaborazione scientifica internazionale EHT è costituita da oltre 200 ricercatori che lavorano in modo coordinato alla rete di radiotelescopi, dislocati in diverse aree del pianeta Terra: Europa, Stati Uniti e Hawaii, America Centrale e del Sud, Africa e Asia. I telescopi che ne fanno parte sono ALMA, APEX, IRAM, il James Clerk Maxwell Telescope, il Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano, il Submillimeter Array, il Submillimeter Telescope e il South Pole Telescope. Tredici istituzioni partner hanno collaborato alla creazione di EHT, sia sfruttando infrastrutture preesistenti, sia grazie al supporto di varie agenzie.