La NASA ha rilasciato una nuova animazione per dare un’idea reale della quantità di spazio dominata dai buchi neri.
I buchi neri sono i colossi dell’Universo che siedono al centro delle galassie, i cuori gravitazionali attorno ai quali le stelle ruotano in una danza orbitante misurata in eoni. Nella nuova animazione della NASA, i buchi neri partono da circa 100.000 volte la massa del Sole, all’estremità inferiore della scala, e possono raggiungere decine di miliardi di masse solari.
Tuttavia è difficile concepire quanto siano enormi. E questo è uno dei grandi misteri dell’Universo.
“Le misurazioni dirette, molte effettuate con l’aiuto del telescopio spaziale Hubble, confermano la presenza di oltre 100 buchi neri supermassicci”, ha affermato l’astrofisico teorico Jeremy Schnittman del Goddard Space Flight Center della NASA.
In realtà, i buchi neri stessi potrebbero non essere affatto molto grandi.
I buchi neri sono gli oggetti più densi che conosciamo nell’Universo. Sono così compatti che possiamo descriverli matematicamente solo come una singolarità, un punto unidimensionale di densità infinita. La loro densità è così estrema che lo spazio-tempo viene deformato gravitazionalmente in quella che è effettivamente una sfera chiusa intorno a loro. All’interno di quella sfera, nemmeno la luce ha una velocità sufficiente per sfuggire.
Questo è ciò a cui ci riferiamo quando parliamo delle dimensioni di un buco nero, il suo confine è noto come orizzonte degli eventi. Più massiccio è il buco nero, maggiore è il raggio della sfera definito dall’orizzonte degli eventi, chiamato anche raggio di Schwartzschild. Se il Sole fosse un buco nero, ad esempio, il suo raggio di Schwartzschild sarebbe di soli 2,95 chilometri (1,8 miglia).
Per quanto ne sappiamo, i buchi neri più piccoli partono da circa cinque volte la massa del Sole, oggetti che si sono formati dal nucleo collassato di una stella massiccia alla fine della sua vita, nominati buchi neri di massa stellare.
I buchi neri di massa stellare hanno un limite superiore di circa 65 volte la massa del Sole, questo perché le stelle precursori estremamente pesanti che produrrebbero questi oggetti più grandi, terminano la loro vita in una supernova a instabilità di coppia che cancella completamente il nucleo, senza lasciare nulla dietro di sé per collassare nel buco nero.
Tuttavia, abbiamo visto buchi neri di massa stellare più massicci di 65 masse solari che possono formarsi quando i buchi neri si scontrano e si fondono, risultando un oggetto con una massa combinata. Ma nell’animazione il modo in cui arriviamo a questi oggetti supermassicci e ultramassicci non è chiaro: c’è una curiosa carenza di buchi neri rilevati nell’intervallo di massa tra i buchi neri di massa stellare e quelli supermassicci.
La nuova animazione della NASA è uno sguardo piuttosto sbalorditivo a quella distanza, a partire da un buco nero in una galassia nana chiamata J1601+3113, che ospita un buco nero di circa 100.000 masse solari con un raggio di Schwarzschild poco meno della metà delle dimensioni del Sole. L’ombra del buco nero si estende nello spazio attorno all’orizzonte degli eventi, producendo una regione più scura di circa il doppio delle sue dimensioni, il che significa che, nel video, quest’ombra sembra avere all’incirca le stesse dimensioni del Sole.
Vediamo anche il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, Sagittarius A*, con una massa di circa 4,3 milioni di masse solari. Anche M87*, il primo buco nero mai ripreso, ha una massa molto più alta di 5,37 miliardi di soli.
Ci sono anche due buchi neri che pendono al centro della stessa galassia, NGC 7727. Una volta, NGC 7727 era composta da due galassie. Ora che le due galassie si sono unite, i due buchi neri – che raggiungono rispettivamente 154 milioni e 6,3 milioni di masse solari – sono sprofondati al centro della galassia appena combinata, dove un giorno anch’essi si fonderanno.
Uno dei più grandi buchi neri che conosciamo nell’Universo è noto come TON-618. Nel 2004, gli scienziati hanno misurato la sua massa a ben 66 miliardi di masse solari. Un limite di massa superiore teorico per i buchi neri era di circa 50 miliardi di masse solari, ma l’Universo è abbastanza bravo a sfidare le previsioni teoriche. A quella massa, il buco nero avrebbe un raggio di Schwarzschild di oltre 1.300 unità astronomiche e sarebbe in grado di inghiottire l’intero sistema solare.
Fonte: NASA
