Una squadra di più di 400 scienziati sta ora collaborando alla prossima generazione dell’Event Horizon Telescope (EHT). Stanno scattando istantanee del buco nero M87* supermassiccio al centro della galassia Messier 87, che è il buco nero di cui hanno scattato l’immagine originale di cinque anni fa, per vedere come cambia nel tempo. EHT si è posta l’obiettivo di realizzare il video entro il 2026. Il filmato sarà probabilmente una sinossi di scene girate nell’arco di due mesi.
L’evoluzione del Buco nero M87*
Cinque anni fa, il 10 aprile 2019, l’Event Horizon Telescope, una matrice di osservatori radio situati in tutto il mondo che ha trasformato la Terra in un gigantesco radiotelescopio ha catturato qualcosa di incredibile: la prima immagine in assoluto delle profondità cave del Buco nero M87*.
L’immagine chiara, quasi semplicistica, ha fornito la prova più evidente che i buchi neri esistono realmente e che corrispondono a quello che i fisici teorici avevano previsto. Oggi gli astronomi stanno tentando qualcosa di ancora più surreale: il primo video in assoluto di un buco nero.
Se l’EHT riuscisse nelle trattative in corso per il finanziamento e la prenotazione dell’accesso globale al telescopio durante i mesi di osservazione ottimali di Marzo e Aprile 2024, i ricercatori che lavorano al progetto potrebbero trasformare le immagini scattate ogni tre giorni in un’immagine in movimento.
“Abbiamo ancora sei mesi per convincere tutti che possiamo farcela“, ha dichiarato Remo Tilanus, Professore di ricerca presso l’Università dell’Arizona e responsabile delle operazioni EHT.
l’Event Horizon Telescope
L’EHT ha agito trasformando la Terra in un gigantesco radiotelescopio. Le strutture EHT in tutto il mondo funzionano come parti di una lente. Quando il nostro pianeta gira attorno al proprio asse, i telescopi spostano la loro posizione rispetto al buco nero, agendo come parti diverse di quella lente.
Gli scienziati hanno deciso di dedicare il progetto al buco nero M87*. Il buco nero era un candidato Golden curls per un’immagine, ha spiegato Paulina Lira, Professoressa di astrofisica dell’Università del Cile che non ha partecipato al progetto e studia i buchi neri supermassicci più potenti.
Il buco nero M87* è anche più solido dei buchi neri supermassicci più piccoli, quindi sarà l’ideale per un video. La materia orbita attorno al buco nero nell’ordine di giorni o settimane. Si tratta di un tempo abbastanza lento per catturarne un’immagine fissa, ma anche abbastanza veloce da consentire agli scienziati di vedere i cambiamenti nell’arco di 60 giorni.
Si tratta di un orizzonte temporale molto più lungo rispetto all’altro importante obiettivo dell’EHT, il buco nero supermassiccio della Via Lattea chiamato Sagittarius A* che è molto più piccolo, con molte meno oggetti in giro che impiegano solo pochi minuti per orbitare.
Il video di un buco nero M87* richiederà aggiornamenti significativi sia alla tecnologia dell’EHT che al numero di array coinvolti. Invece dei pochi giorni necessari per scattare un’immagine fissa, un video di un buco nero richiederà circa 60 giorni, il che è molto più impegnativo.
Oltre a prenotare le giuste disposizioni presso gli osservatori, un video richiede che l’EHT osservi in più lunghezze d’onda, il che richiede miglioramenti ai telescopi. Anche girare il video diventerà più semplice man mano che sempre più osservatori si uniranno all’EHT. Maggiore è l’array e maggiore è il numero di lunghezze d’onda radio che possono essere raccolte, maggiore è la qualità delle immagini del buco nero.
“Abbiamo completato un progetto iniziale degli aggiornamenti EHT di prossima generazione e ora stiamo reperindo i fondi necessari per costruire l’array. Speriamo di ottenere filmati dall’array aggiornato nei prossimi anni“, ha osservato Lindy Blackburn, astronoma e scienziata di dati EHT presso il Center for Astrophysicals | Harvard e Smithsonian.
Gli aggiornamenti consentiranno all’EHT di ricostruire modelli della dinamica del buco nero M87* dai dati esistenti, e i nuovi telescopi nei prossimi anni saranno fondamentali per realizzare: “Filmati ad alta fedeltà che mostrano le dinamiche di afflusso e deflusso vicino al confine di un buco nero“, ha detto Blackburn.
Lira, dell’Università del Cile, ha affermato che l’immagine originale del buco nero M87* ha superato di gran lunga le sue aspettative. Il suo impatto sugli scienziati e la popolarità tra il pubblico, derivano dalla sua semplicità: l’ombra chiara, senza pixel, di un buco nero contro un anello luminoso.
Nel video, gli astronomi hanno affermato che potrebbero vedere punti luminosi, nell’anello di plasma surriscaldato, che cambiano mentre orbitano attorno al buco nero M87*. Gli astrofisici potrebbero comprendere meglio il getto di M87*, che si estende per 5.000 anni luce , ma ha origine da un buco nero più piccolo delle dimensioni del Sistema Solare.
Tilanus afferma che un video mostrerebbe come un buco nero ingerisce ed espelle la materia, come questo a sua volta potrebbe creare le linee del campo magnetico che incanalano la materia in un getto e come tale fenomeno influenza la formazione stellare nella galassia o la arresta del tutto.
A un livello più macro, il video potrebbe rivelare come erano i primi buchi neri e come si sono formati quelli supermassicci che si nascondono nella maggior parte, se non in tutte, le galassie dell’Universo.
Il video potrebbe fornire indizi su un importante dibattito sull’evoluzione cosmica. È una domanda “dell’uovo o della gallina”: i buchi neri sono emersi per primi dal gas e dalla polvere dell’universo primordiale e le galassie sono cresciute intorno a loro? Oppure le galassie si sono formate prima e poi hanno creato questi colossi buchi neri nei loro cuori?
Inoltre, un video potrebbe anche aiutare i fisici teorici a capire in che misura il tempo rallenta se un oggetto dovesse cadere in un buco nero.
Chi-kwan Chan, Professore associato di ricerca presso l’Università dell’Arizona e scienziato dei dati EHT, ha specificato che ci sono già previsioni per la dilatazione del tempo di un buco nero, data la teoria della relatività generale di Albert Einstein: “Ma, a meno che non si possa fare un esperimento, non è realmente confermato. Non è proprio scienza. Uno dei maggiori contributi per il lavoro dell’EHT che sta arrivando è proprio quello di confermare queste previsioni teoriche”.
Conclusioni
La teoria della relatività generale di Einstein afferma che il tempo è una dimensione nell’Universo: il tempo può cambiare, non è assoluto. Questo è in contrasto con la visione newtoniana della fisica, dove il Tempo e lo Spazio sono sullo sfondo. Einstein ha predetto che la massa estrema avrebbe potuto modificare il Tempo.
Lo spazio-tempo può essere pensato come una superficie elastica, che si allunga se su di essa è posto un peso. Allo stesso modo, un oggetto massiccio come il buco nero M87* allungherà lo spazio-tempo e quindi rallenterà il tempo.
Se l’Umanità riuscirà a raggiungere questa incredibile impresa, i fisici faranno un passo importante verso la comprensione dell’ambiente caotico del un buco nero M87*: “La prima volta che ho sentito parlare del progetto e dei suoi obiettivi, mi è sembrato straordinariamente impegnativo, al limite dell’irrealizzabile“, ha concluso Blackburn.
