Ritratto di un buco nero

Focus

Per la prima volta la rete di radiotelescopi EHT fotografa un buco nero: è al centro della galassia M87

Con una serie di conferenze stampa simultanee sparse sulla superficie della Terra come i pezzi del “telescopio diffuso” artefice della ricerca, è stata resa nota oggi la prima fotografia ufficiale mai scattata ad un buco nero. Appare come un’ombra circolare con un alone asimmetrico che lo accoglie in basso, quasi in una culla. L’immagine di M87 concorda con l’identikit dipinto dagli scienziati nell’ipotesi che la relatività generale di Albert Einstein fosse valida anche in un ambiente estremo come l’immediato contorno di un buco nero. Insomma è l’ennesima, ma tutt’altro che scontata, conferma alla teoria einsteiniana.

Non è un buco nero qualsiasi, quello di M87, era oggetto di studio da molti anni. Posto in prossimità dell’ammasso della Vergine, a 55 milioni di anni luce dalla nostra Terra, è un oggetto estremamente massiccio con una massa pari a 6,5 miliardi di volte quella del Sole.

Tutto quello che sapevamo del buco nero di M87 era frutto fino ad oggi di misure indirette. Ma vuoi mettere fotografarlo direttamente? Anche perché, come ha detto l’astrofisico Luciano Rezzola dell’Università di Francoforte, del gruppo che ha effettuato la scoperta, “abbiamo trasformato un’idea matematica in un oggetto fisico su cui sperimentare” che è l’obiettivo ultimo di ogni scienziato.

Ma un buco nero non è un oggetto nel senso comune del termine, è gravità allo stato puro e neanche la luce può uscirne. E allora come guardare qualcosa che è per definizione inguardabile?

E’ dagli anni Settanta che gli astrofisici si arrovellano intorno a questo problema, all’epoca tecnicamente insormontabile. Alla fine degli anni Novanta tre astrofisici, Heino Falcke, Fulvio Melia ed Eric Agol, sviluppano un modello che spiega come si propaga la luce nello spazio-tempo fortemente distorto che circonda un buco nero. In base ad esso, una rete di radiotelescopi sparsi sulla
superficie terrestre, che effettuassero osservazioni simultanee del mostro cosmico nella banda radio ad alta frequenza, avrebbe permesso di “vedere” il buco nero. Per meglio dire, si sarebbe rivelato un disco scuro più grande di almeno dieci volte le reali dimensioni del confine del buco nero, il cosiddetto orizzonte degli eventi, la porta d’ingresso senza ritorno nel buco nero o, se si preferisce, la via di fuga senza ritorno dal nostro universo. Il disco sarebbe apparso circondato da una sorta di corona splendente di anelli luminosi.

E così, con questo obiettivo, è partita la collaborazione internazionale dell’Event Horizon Telescope (EHT), sostenuta soprattutto dall’US National Science Foundation e dallo European Research Council, con un contributo scientifico italiano dell’Istituto nazionale di astrofisica e dell’Istituto nazionale di fisica nucleare. EHT è un network di telescopi che agisce virtualmente come un unico osservatorio di dimensioni terrestri.

Usa una tecnica chiamata interferometria a lunghissima base (VLBI) in cui una rete di telescopi, disseminati sul pianeta a migliaia di chilometri di distanza l’uno dall’altro, osserva simultaneamente un oggetto e tutti i dati raccolti sono indirizzati a dei supercomputer per le successive analisi.

EHT ha il maggior potere risolutivo angolare tra i telescopi terrestri, è in grado di “distinguere una ciambella sulla superficie della Luna”, come dice il commentatore di Scientific American, Seth Fletcher. Insomma è quanto di meglio attualmente a disposizione per fotografare un buco nero nel cuore di una galassia lontana.

Non è stato facile trovare il momento in cui il buco nero di M87 fosse osservabile simultaneamente dagli otto telescopi della rete in Spagna, Messico, Arizona, Hawaii, Cile e Polo Sud, che le condizioni atmosferiche fossero favorevoli per tutti questi luoghi e che tutti quei telescopi funzionassero perfettamente.

Finalmente è arrivato il momento di “passare le porte dell’inferno ai confini dello spazio-tempo” come ha detto Heino Falcke nel corso della conferenza stampa indetta dalla Comunità europea: per 4 notti nell’aprile 2017 gli astrofisici di EHT hanno potuto spiare M87, trapassando alle frequenze radio scelte le nebbie gassose che circondano il buco nero e raccogliendo petabytes di dati grezzi, inviati in assoluta segretezza all’Haystack Observatory del Massachusetts Institute of Technology e al Max Planck Istitut fuer Radioastronomie di Bonn per le analisi e la “ripulitura” .

A giugno i dati trattati sono stati inviati a quattro gruppi indipendenti perché ciascuno li trasformasse nelle immagini che abbiamo visto oggi. Al di là dell’enorme valore scientifico del risultato odierno, c’è una lezione politica che il Commissario europeo alla ricerca, Carlos Moedas, intervenuto alla conferenza stampa ha messo in luce: “ciò che un solo scienziato ha immaginato, poco più di cent’anni fa, Albert Einstein, oggi unisce una quantità di paesi e scienziati in un unico sforzo”. Ed è questa l’eredità scientifica più importante della foto di oggi.

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