Se un buco nero inghiottisse il Sole, avremmo solo 8 minuti prima di accorgercene. Ma supponiamo che il Sole abbia inghiottito un piccolo buco nero: ecco cosa accadrebbe.
Il Sole, la nostra preziosa fonte di calore e luce, collassa in un buco nero. O forse arriva un buco nero vagante e lo inghiotte. No, non è l’incipit di un romanzo di fantascienza. Se un buco nero di massa stellare inghiottisse il Sole, avremmo solo circa 8 minuti prima di accorgercene. Ma supponiamo che il Sole abbia inghiottito un piccolo buco nero primordiale. Ecco cosa pensano gli scienziati. I buchi neri primordiali sono ipotetici buchi neri che si sono formati durante i primi istanti dell’Universo. A differenza dei buchi neri di massa stellare o dei buchi neri supermassicci, i buchi neri primordiali sono “piccoli”, con una massa più o meno simile a quella di un asteroide e dimensioni inferiori a una palla da baseball. Compaiono in alcuni modelli teorici e sono stati usati per cercare di spiegare un po’ tutto, dalla materia oscura al misterioso Pianeta X. Molti di questi modelli sostengono che i buchi neri primordiali siano molto comuni nell’Universo, quindi è inevitabile che una stella alla fine ne catturi uno. Stelle con un buco nero al centro sono conosciute come stelle di Hawking.
Cosa sono le stelle di Hawking.
Un buco nero primordiale inizialmente non avrebbe quasi alcun effetto su una stella come il Sole. Rispetto alla massa del Sole, la massa di un asteroide potrebbe essere un granello di polvere. Un buco nero di questo tipo non potrebbe consumare rapidamente gran parte del Sole. Ma influenzerebbe le cose nel tempo. Un buco nero in una stella consumerebbe la materia nel nucleo stellare e crescerebbe con il passare del tempo. Se potesse crescere rapidamente, potrebbe consumare completamente una stella. In caso contrario, ciò potrebbe comunque influenzare l’evoluzione e la fine della vita della stella stessa.
Ma quindi c’è un buco nero nel Sole?
Lo studio mostra che tutto dipende dalla dimensione iniziale del buco nero primordiale. Per quelli con massa di circa un miliardesimo di quella solare, potrebbe consumare una stella in meno di mezzo miliardo di anni. Se ciò fosse accaduto, allora dovrebbero esserci parecchi buchi neri di massa solare là fuori, troppo piccoli per essersi formati da supernove come i tradizionali buchi neri di massa stellare. Se il buco nero primordiale è molto più piccolo, diciamo meno di un trilionesimo di massa solare, allora le cose si complicano. Il minuscolo buco nero consumerebbe parte della materia all’interno della stella, ma non a un ritmo veloce. Tuttavia, susciterebbe qualcosa nel nucleo, riscaldandolo più della sola fusione. Di conseguenza, una stella potrebbe gonfiarsi fino a diventare più fredda e più rossa delle normali giganti rosse. Tutta quella turbolenza nel nucleo potrebbe influenzare anche l’attività superficiale della stella. Perciò no, non esiste alcun buco nero nel nostro Sole. O se esiste, dovrebbe essere estremamente piccolo. Ma forse ci sono alcune stelle di Hawking là fuori, ed è questo che affascina gli scienziati. C’è sempre qualcosa di nuovo da scoprire in astronomia!
Un team internazionale di astronomi ha rilevato un'enorme esplosione di raggi gamma proveniente dal buco nero supermassiccio M87*, situato a 55 milioni di anni luce dalla Terra, durante la storica campagna di osservazione del 2018 che ha prodotto la prima immagine di un buco nero. L'evento, durato circa tre giorni terrestri, è stato catturato da 25 telescopi terrestri e orbitali nell'aprile 2018.
Questa scoperta rappresenta un'opportunità unica per studiare la fisica che circonda i buchi neri supermassicci. Il lampo di raggi gamma osservato è stato il primo rilevato da M87* in oltre un decennio, permettendo ai ricercatori di determinare con precisione le dimensioni della regione responsabile dell'emissione.
"Siamo stati fortunati a rilevare un lampo di raggi gamma da M87 durante questa campagna multi-lunghezza d'onda dell'Event Horizon Telescope", ha dichiarato Giacomo Principe dell'Università di Trieste, coautore dello studio accettato per la pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics.
I ricercatori ritengono che il lampo siail risultato dell'interazione tra il materiale inghiottito dal buco nero e il suo campo magnetico esterno. Questi tipi di esplosioni sono tra i più violenti nell'universo, ma sono notoriamente difficili da catturare poiché solitamente visibili solo in specifiche lunghezze d'onda.
Kazuhiro Hada dell'Università della Città di Nagoya, coautore dello studio, sottolinea la natura imprevedibile di questi fenomeni: "L'attività di questo buco nero supermassiccio è altamente imprevedibile - è difficile prevedere quando si verificherà un lampo".
Il team ha scoperto che la regione del lampo ha una struttura complessa e mostra caratteristiche diverse a seconda della lunghezza d'onda osservata. Inoltre, la struttura ad anello del buco nero stesso sembrava cambiare in relazione al lampo, suggerendo un'intrigante relazione tra i due fenomeni.
Sera Markoff, professoressa dell'Università di Amsterdam e coautrice dello studio, evidenzia l'importanza di questa scoperta:
"Per la prima volta, possiamo combinare l'imaging diretto delle regioni vicine all'orizzonte degli eventi durante i lampi di raggi gamma provenienti da eventi di accelerazione delle particelle e testare teorie sulle origini dei lampi".
Questa osservazione aprenuove prospettive per lo studio dei buchi neri supermassicci e dei meccanismi di accelerazione delle particelle nei loro getti,un mistero di lunga datanell'astrofisica.La combinazione di dati provenienti da diverse lunghezze d'onda e l'imaging diretto delle regioni prossime all'orizzonte degli eventi promettono di fornire nuove informazioni su questi enigmatici oggetti cosmici.
Scoperto un nuovo buco nero spaventosamente grande e forte: una portata mai osservata prima nell’Universo.
Le galassie e i buchi neri rappresentano alcuni degli oggetti più affascinanti e misteriosi dell’universo. Il loro studio permette di gettare luce su fenomeni cosmici che coinvolgono enormi distanze e incredibili quantità di energia. Tra gli aspetti più spettacolari legati ai buchi neri ci sono i getti relativistici, flussi di particelle che si muovono a velocità prossime a quella della luce. Questi getti, osservabili in diverse forme di galassie attive, offrono una visione diretta del potere immenso dei buchi neri supermassicci.
Le radiogalassie e i quasar sono solo due delle categorie di oggetti cosmici che producono questi getti. Attraverso le osservazioni, gli scienziati sono riusciti a mappare tali fenomeni in modo sempre più dettagliato. I getti relativistici possono estendersi per milioni di anni luce, influenzando l’ambiente cosmico circostante su scale vastissime. La loro osservazione consente agli astronomi di esplorare le prime fasi dell’universo, cercando di comprendere come l’energia generata dai buchi neri abbia contribuito a plasmare la struttura delle galassie.
Oltre a essere uno spettacolo visivo attraverso i telescopi, i getti di plasma ad alta velocità che fuoriescono dai nuclei galattici forniscono informazioni cruciali sull’evoluzione del cosmo primordiale. Studi recenti hanno suggerito che l’energia rilasciata in questi eventi potrebbe aver avuto un ruolo fondamentale nella crescita delle galassie e nella distribuzione della materia oscura. Queste scoperte hanno rivoluzionato la nostra comprensione delle strutture cosmiche e dei processi che ne regolano la formazione.
Tuttavia, la ricerca non si ferma mai. Grazie a strumenti avanzati come i radiotelescopi, gli astronomi stanno continuamente migliorando la loro capacità di osservare getti di buchi neri a distanze sempre maggiori. Nuovi dati rivelano sistemi sempre più vasti e complessi, offrendo spunti per approfondire la nostra conoscenza dell’universo. Ogni nuova scoperta si aggiunge al mosaico, permettendo di comprendere meglio fenomeni che, fino a pochi decenni fa, rimanevano in gran parte un mistero.
Alla scoperta di un sistema senza precedenti.
Uno dei risultati più recenti e sorprendenti proviene da un team internazionale di astronomi. Essi hanno identificato un sistema di getti di buchi neri dalle dimensioni mai osservate prima, soprannominato Porphyrion. Questa struttura si estende per una lunghezza di 23 milioni di anni luce, un dato che colpisce per la sua imponenza e scala.
Per fare un confronto, si tratta di una distanza pari a 140 galassie come la Via Lattea allineate. Tale estensione rappresenta il sistema di getti più grande mai individuato, superando di gran lunga il precedente record. Questi numeri non solo impressionano per le dimensioni, ma anche per il loro impatto sulle nostre conoscenze attuali.
Questa scoperta, avvenuta grazie al radiotelescopio LOFAR, offre un’importante finestra sulle prime fasi dell’universo. Porphyrion si è formato quando l’universo aveva appena 6,3 miliardi di anni, in un periodo in cui le galassie si stavano ancora evolvendo e la materia era molto più densa. Ciò rende la scoperta particolarmente significativa: la formazione di una struttura di tale vastità in un’epoca così remota suggerisce che i buchi neri abbiano giocato un ruolo cruciale nell’influenzare la crescita e la distribuzione delle galassie.
Il sistema potrebbe avere implicazioni decisive per comprendere come si sviluppano le galassie e come la rete cosmica sia influenzata dall’attività dei buchi neri. Gli scienziati ritengono che altre strutture simili potrebbero essere ancora nascoste, e ulteriori ricerche potrebbero rivelare nuovi dettagli su questi fenomeni, aprendo nuove strade per lo studio dell’evoluzione dell’universo.
Un filmato da brividi, proporzioni spaventose: le dimensioni del buco nero TON 618 paragonate alla nostra Galassia.
10,4 miliardi di anni luce dalla Terra, in direzione della costellazione dei cani da caccia. E’ là che si trova il buco nero al centro del quasar TON 618, con una massa stimata in 66 miliardi di volte quella del Sole.
Facciamo il calcolo:
La massa del Sole è 2 × 10^30 kg;
La massa di Ton 618 è 1,32 x 10^41 kg.
Poco più di un 1 seguito da 41 zeri! Provate a scriverlo e a capire di che si tratta. Un numero da capogiro! Nel seguente video, lo trovate comparato con la Via Lattea, la nostra Galassia.
Cos’è un Quasar?
Sono manifestazioni altamente energetiche nei nuclei di alcune galassie, che si ritiene siano alimentate dall’accrescimento di gas su buchi neri supermassicci (con una massa minima superiore alle centinaia di migliaia di volte quella del Sole) posti al loro centro. Si stima che tali mostri ingoino la massa equivalente a centinaia di pianeti Terra al minuto! Questi buchi neri supermassicci si formano e crescono principalmente durante le fusioni di galassie. Quando due galassie di massa paragonabile si fondono, i loro buchi neri centrali si uniscono e una piccola percentuale del loro gas viene accumulata dal nuovo buco nero tramite la formazione di un disco di accrescimento, il tutto nell’arco di un tempo scala di circa 10 milioni di anni.
Durante questo tempo, la conversione della sua energia gravitazionale in energia termica, unita ai grandi attriti, provoca un enorme surriscaldamento del gas, fino a centinaia di migliaia di gradi. L’accelerazione del gas a velocità relativistiche, l’emissione termica ed altri meccanismi (come i processi di sicrotrone e compton inverso, rispettivamente nella banda radio e gamma) fanno così in modo che una frazione della massa accresciuta (fino a valori dell’ordine del 10%) sia emessa sotto forma di radiazione, raggiungendo luminosità enormi, fino a un milione di miliardi di soli!
Gli astronomi hanno scoperto un buco nero che eruttava resti stellari anni dopo aver distrutto e consumato una stella.
A ottobre 2018 una piccola stella è stata fatta a pezzi dopo essersi avvicinata troppo a un buco nero in una galassia che si trova a 665 milioni di anni luce dalla Terra. Sebbene possa sembrare emozionante, l’evento non è stato una sorpresa per gli astronomi, che occasionalmente assistono a questi incontri ravvicinati mentre osservano il cielo notturno. Ma quasi tre anni dopo il massacro, lo stesso buco nero è tornato a illuminare i cieli, stavolta non per “mangiare” altri oggetti cosmici.
Cosa sta succedendo e come lo abbiamo scoperto.
Gli scienziati ritengono che il buco nero stia espellendo materia a metà della velocità della luce. Il punto è che non sanno perché questo “deflusso” si sia verificato così tardi, dopo tutti questi anni. I risultati dello studio potrebbero aiutare gli scienziati a comprendere meglio il comportamento “alimentare” dei buchi neri, che i ricercatori paragonano al “ruttare” dopo un pasto. Il team ha individuato l’insolita esplosione mentre ri-osservava gli eventi di interruzione delle maree (TDE) – ovvero quando le stelle vengono spaghettificate dai buchi neri – che si sono verificati negli ultimi anni. I dati del radiotelescopio del New Messico hanno mostrato che il buco nero si era misteriosamente rianimato, a giugno 2021. Gli scienziati si sono affrettati a esaminare l’evento più da vicino.
I risultati dello studio.
Questo rilascio di materia nello spazio, noto come deflusso, normalmente si verifica rapidamente, non di certo anni dopo. “È come se questo buco nero avesse iniziato improvvisamente a eruttare un mucchio di materiale dalla stella che aveva mangiato anni fa“, spiegano. Il deflusso di materia viaggia ad una velocità pari al 50% della velocità della luce. Per fare un confronto, la maggior parte dei TDE hanno un deflusso che viaggia al 10% della velocità della luce. “Questa è la prima volta che assistiamo a un ritardo così lungo tra l’alimentazione e il deflusso”. “Il prossimo passo è esplorare se ciò effettivamente accade con maggiore regolarità nell’universo” concludono i ricercatori.
Gli astronomi hanno scoperto nel 2020 sei galassie intrappolate nella “ragnatela” cosmica di un buco nero supermassiccio quando l’Universo aveva meno di un miliardo di anni: il video.
Gli astronomi hanno trovato nel 2020 sei galassie intorno a un buco nero supermassiccio osservato quando l’Universo aveva meno di un miliardo di anni (osservazioni effettuate grazie al VLT dell’ESO). Questa è la prima volta in cui un raggruppamento così compatto è stato visto così presto dopo il Big Bang e la scoperta ci aiuta a capire meglio come i buchi neri supermassicci, uno dei quali si trova al centro della nostra galassia, la Via Lattea, si siano formati e siano cresciuti fino alle odierne enormi dimensioni così velocemente. La scoperta viene in supporto alla teoria secondo cui i buchi neri possono crescere rapidamente all’interno di grandi strutture, simili a ragnatele, che contengono gas in quantità sufficiente per alimentarli.
Queste galassie circondano un buco nero supermassiccio e sono contenute da una “ragnatela” cosmica di gas che si estende fino a 300 volte le dimensioni della Via Lattea. L‘Universo aveva solo 0,9 miliardi di anni!
La crescita dei buchi neri.
I primissimi buchi neri, che si pensa si siano formati dal collasso delle prime stelle, devono essere cresciuti molto velocemente per raggiungere masse di un miliardo di soli entro i primi 0,9 miliardi di anni di vita dell’Universo. Ma gli astronomi non riuscivano a spiegare come quantità sufficientemente grandi di “combustibile da buchi neri” avrebbero potuto essere disponibili per consentire a questi oggetti di crescere fino a dimensioni così grandi in così poco tempo. La “ragnatela” e le galassie al suo interno contengono abbastanza gas per fornire il carburante di cui il buco nero centrale ha bisogno per diventare un gigante supermassiccio.
Galassie deboli.
Le galassie che ora vengono rilevate sono tra le più deboli che gli attuali telescopi possano osservare. L’ELT (Extremely Large Telescope) dell’ESO studierà ancora questo incredibile oggetto.
Mentre si avvicinano, le stelle vengono tutte allungate e deformate dalla gravità del buco nero 1 milione di volte la massa del Sole, il video pazzesco.
Guarda come otto stelle si avvicinano ad un buco nero 1 milione di volte la massa del Sole in queste simulazioni al supercomputer. Mentre si avvicinano, vengono tutte allungate e deformate dalla gravità del buco nero. Alcune vengono completamente separati in un lungo flusso di gas, un fenomeno cataclismico chiamato evento di interruzione delle maree. Altre sono solo parzialmente distrutte, conservando parte della loro massa e tornano alla loro forma normale dopo il loro tremendo “incontro”. Queste simulazioni sono le prime a combinare gli effetti fisici della teoria della relatività generale di Einstein con modelli realistici di densità stellare.
Caratteristica delle stelle.
Le stelle simulate vanno da circa un decimo a 10 volte la massa del Sole. La divisione tra le stelle che distruggono completamente e quelle che sopravvivono non è semplicemente correlata alla massa (la sopravvivenza dipende più dalla densità della stella). Gli scienziati hanno studiato come altre caratteristiche, come le diverse masse dei buchi neri e gli avvicinamenti stellari ravvicinati, influenzano gli eventi di interruzione delle maree. I risultati aiuteranno gli astronomi a stimare la frequenza con cui si verificano interruzioni di marea complete nell’universo e li aiuteranno a costruire immagini più accurate di questi calamitosi eventi cosmici. Ecco la bellissima simulazione: buona visione!
Credit immagine di copertina NASA’s Goddard Space Flight Center / Taeho Ryu (MPA); music: “Lava Flow Instrumental” from Universal Production Music
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I ricercatori del gruppo internazionale Transients and Pulsars con la collaborazione di MeerKAT (Trapum) hanno scoperto un oggetto invisibile, mai previsto da nessun modello astronomico attuale. Situato a circa 40.000 anni luce di distanza, il corpo potrebbe essere il buco nero meno massiccio mai rilevato. L’oggetto misterioso è stato scoperto quando gli astronomi hanno osservato un sistema di due corpi in orbita reciproca nell’ammasso globulare NGC 185, nella costellazione della Colomba. La natura di uno degli oggetti è chiara: si tratta di una pulsar, cioè dei resti di una stella collassata.
Cos’è una pulsar?
Si tratta di stelle di neutroni con forti campi magnetici. Il magnetismo delle pulsar crea coni luminosi che si muovono come un faro, a intervalli precisi di pochi secondi o addirittura millisecondi. Misurando l’orbita e la luminosità di questa pulsar e della sua misteriosa compagna, gli astronomi sono riusciti a determinare le masse di entrambi gli oggetti e sono rimasti sorpresi dal risultato: il secondo oggetto aveva una massa compresa tra 2,1 e 2,7 volte quella del Sole, qualcosa di veramente inaspettato, a meno che non si tratti di una stella ordinaria.
Quando i ricercatori hanno utilizzato il telescopio Hubble per osservare il sistema sono andati incontro ad un’altra sorpresa: non c’era nulla di visibile; quindi non si trattava di una stella o di qualsiasi altro tipo di oggetto luminoso. Non c’è dubbio che ci sia qualcosa che interagisce gravitazionalmente con la pulsar, ma non è possibile rilevare questo misterioso oggetto in nessun altro modo. L’unica spiegazione è che si tratti dei resti di una stella collassata; quindi, lì deve esserci una stella di neutroni o un buco nero. Il problema è che, secondo i modelli, le stelle di neutroni hanno sempre meno di due masse solari, mentre i buchi neri hanno sempre più di cinque masse solari. Ciò significa che potrebbe trattarsi della stella di neutroni più massiccia mai conosciuta o del buco nero più piccolo mai trovato.
Ma il team sta pensando anche a qualcosa di ancora più entusiasmante: potrebbe trattarsi anche di qualcosa di completamente nuovo. Lo studio propone che l’oggetto sia un buco nero di piccola massa, formato dalla collisione di due stelle di neutroni. Dopo l’impatto, l’oggetto avrebbe viaggiato ad alta velocità fino a incontrare un altro sistema, formato da una pulsar e da una stella comune. Successivamente, i tre oggetti avrebbero eseguito una complessa danza gravitazionale, finché la stella comune non sarebbe stata divorata dalla pulsar. Una volta divorata, la stella avrebbe lasciato dietro di sé una nana bianca, che alla fine sarebbe stata espulsa dal sistema da un “calcio gravitazionale”. Sebbene complicata, questa dinamica di interazione tra due e tre corpi è abbastanza comune nell’universo. È possibile che la proposta degli autori della ricerca sia corretta, ma per esserne sicuri saranno necessarie ulteriori osservazioni e studi.
