S5-HVS1, la stella ribelle espulsa dalla galassia. - DAVIDE LIZZANI

Illustrazione: un buco nero supermassiccio, circondato da polveri e gas. | NRAO/AUI/NSF

È stata scoperta una stella che "scappa" dalla Via Lattea alla velocità record di 6 milioni di km/h, respinta da un buco nero supermassiccio.

La maggior parte delle stelle della nostra galassia ruota attorno a un gigantesco buco nero, chiamato Sagittarius A*. Ma alcune viaggiano veloci in altre direzioni. In un nuovo studio, per la prima volta, gli astrofisici descrivono come una di queste "stelle ribelli", la S5-HVS1, sia in fuga della galassia proprio a causa di un incontro ravvicinato con Sagittarius A*.

CENTRO DI GRAVITÀ NON PERMANENTE. La causa per cui alcune stelle viaggiano ribelli nella galassia è spesso la rottura dell'equilibrio di un sistema binario (ovvero un sistema di due stelle che ruotano l'una attorno all'altra). Se la gravità di una terza stella influenza il sistema, i suoi componenti possono separarsi lentamente, per poi continuare ad allontanandosi sempre più a causa della forza d'inerzia residua. Tuttavia S5-HVS1 sta viaggiando troppo velocemente e questa volta gli astrofisici sono sicuri: a farla scappare dal sistema binario è stata una forza gravitazionale molto grande, quella di un buco nero supermassiccio.

La prima foto di un buco nero

LA GRANDE FUGA. In questo momento la stella solitaria si sta allontanando dal centro della galassia a 1.755 km al secondo ed è destinata a lasciare la Via Lattea. Ma il destino della sua vecchia compagna è ancora peggiore. 5 milioni di anni fa, quando S5-HVS1 cominciava la sua fuga, la sua compagna veniva intrappolata dalla gravità del buco nero, per poi essere disintegrata nel disco di accrescimento.

La stella super veloce, con la massa di 2 soli e mezzo, è stata individuata dall'Anglo-Australian Telescope, che ha misurato la velocità a cui si sta allontanando da noi grazie al redshift. Questi dati, uniti a quelli del telescopio spaziale Gaia sul movimento delle stelle, hanno permesso di ricostruire la velocità e la rotta che porterà la stella nello spazio intergalattico. Qui, quantomeno, S5-HVS1 non dovrà temere altri incontri con buchi neri.

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Buco nero, oggi vedremo la prima immagine della storia. - Matteo Marini

Alle 15 sei conferenze stampa internazionali mostreranno “la foto del secolo” tenuta finora segretissima. Ci si attende di vedere la linea dell’orizzonte degli eventi, la distorsione dello spaziotempo e testare, per la prima volta, la Relatività generale di Einstein in un laboratorio di fisica così estremo. All’osservazione hanno partecipato otto radiotelescopi di tutto il mondo.

OGGI finalmente vedremo “la foto del secolo” la prima immagine di un buco nero, qualcosa di invisibile per definizione, qualcosa che, fino a pochi decenni fa, anche parte della comunità scientifica non era convinta che esistesse. Fotografarla, o meglio, catturare la sua “ombra” è stata l’impresa portata a termine grazie a un grande sforzo internazionale. L’immagine è stata tenuta segretissima per i lunghi mesi serviti a elaborare i dati e a validare i risultati: fino alla sua presentazione, che avverrà oggi alle 15 in sei conferenze stampa internazionali. Evento che si potrà seguire anche in diretta streaming su Repubblica.it e sul canale dell’Unione europea.

Non è ancora chiaro quale sarà il “soggetto”: se il buco nero al centro della Via Lattea, Sagittarius A, oppure il quasar al centro della galassia M87, a circa 60 milioni di anni luce, un mostro massiccio quanto miliardi di soli.

La foto è stata ‘sviluppata’ grazie all’osservazione simultanea di otto radiotelescopi in tutto il globo del progetto Event Horizon Telescope (Eht), che ha visto coinvolti una sessantina di istituti scientifici nel mondo, tra cui anche l’Istituto nazionale di Astrofisica. Ben sei articoli scientifici usciranno in un numero speciale di The Astrophysical Journal Letters.

L’orizzonte degli eventi e Einstein.
Le aspettative sono altissime. È il sogno di ogni astrofisico, appassionato, o semplicemente amante del cinema di fantascienza. Quello di vedere finalmente il ‘confine’ dello spazio e del tempo, la linea dell’orizzonte degli eventi oltre la quale c’è solo il buio, tutto sparisce, inghiottito da una forza gravitazionale irresistibile, anche la luce. A emettere luce saranno, probabilmente, solo i gas che lo circondano, che si accendono proprio a causa della grandissima attrazione gravitazionale. Ma forse la risposta più attesa sarà quella sulla teoria della Relatività generale di Einstein. Osservare cioè come, un oggetto così massiccio, deforma lo spaziotempo attorno a sé, piega la luce di tutto ciò che lo circonda e l’immagine di quello che sta sullo sfondo. La Relatività finora è riuscita a spiegare tutto quello che vediamo accadere nell’Universo, ma non è mai stata testata in un ‘laboratorio’ così estremo. Trovare delle ‘crepe’ potrebbe significare dover cercare nuove formule, una nuova fisica, superando l’eredità di Einstein che ha retto per più di un secolo.

Un telescopio grande come la Terra. Otto radiotelescopi, situati a migliaia di chilometri l’uno dall’altro, dalle Ande cilene alle Hawaii, dal Messico alla Spagna, dagli Usa all’Antartide, hanno puntano contemporaneamente verso lo stesso angolo di cosmo. Tutte insieme è come se formassero un’unica, gigantesca, parabola, grande quasi come l’intero pianeta Terra. La tecnica usata è quella detta della “interferometria a lunghissima base”. I diversi radiotelescopi sono sincronizzati con un orologio atomico e i dati ottenuti da ognuno sono stati combinati attraverso algoritmi che gli scienziati hanno impiegato anni a sviluppare e poi a far girare. La risoluzione angolare stimata è di 20 secondi d'arco, come vedere una pallina da tennis sulla Luna.

Petabyte di dati. Ogni telescopio ha raccolto migliaia di Terabyte di dati, troppo pesanti per essere spediti via Internet. Gli hard disk hanno viaggiato in aereo verso i due centri di calcolo dove si trovano i supercomputer: all’Haystack Observatory del Mit, nel Massachusetts, e l’altro al Max Planck Institut fur Radioastronomie, a Bonn. A due anni dall’osservazione, che è durata in totale appena una decina di giorni, i ricercatori sono riusciti a mettere insieme tutti i tasselli e a comporre la foto scattata non con luce visibile, ma usando le frequenze delle onde radio. Quelle che più facilmente riescono a eludere la cortina di gas che circonda la galassia e ad arrivare fino a noi.

https://www.repubblica.it/scienze/2019/04/10/news/oggi_vedremo_la_prima_immagine_di_un_buco_nero-223681743/