A caccia di buchi neri doppi

pubblicato in News il 5 Maggio 2011 alle 08:35

a cura di Vincenzo Zappalà

Vota:

Loading ...

Visitatori per questo articolo 2869 visite 41 Commenti

Nel cuore delle galassie si annidano gli oggetti più energetici dell’Universo: i buchi neri supermassicci. Ancora più impressionante è, però, il fenomeno della fusione di due mostri di questo tipo, che può avvenire a seguito dell’incontro di due galassie. Riuscire a localizzare questi eventi aiuterebbe a stravolgere la nostra capacità di misurare il Cosmo.

Molte galassie hanno il loro motore centrale in letargo. I buchi neri supermassicci riescono infatti a nutrirsi molto raramente del materiale strappato a stelle vicine troppo audaci, in media un astro ogni 100000 anni. Queste sono occasioni da non perdere, in quanto si innescano meccanismi energetici estremamente potenti che fanno brillare enormemente il gigante dormiente. Tuttavia, la rarità degli eventi pone limiti severi alle possibilità di osservarli con una certa frequenza.

Ben diversa è la situazione a seguito dello scontro tra due galassie. Oltre ai giochi di prestigio delle nubi di formazione stellare che compiono danze entusiasmanti attorno al baricentro delle due enormi strutture, creando filamenti e arabeschi, i buchi neri si svegliano dal letargo e si cercano l’un l’altro attratti dalla reciproca, immensa, forza gravitazionale. La loro danza è terribile e distruttiva. Essi rivolvono uno attorno all’altro spazzando il centro galattico e divorando le stelle che pensavano di essere a distanza di sicurezza. Nei casi limite la coppia in avvicinamento è in grado di ingoiare una stella ogni dieci anni. Il momento culminante avviene quando si ha la completa fusione dei due “mostri”. E’ il momento in cui si creano onde gravitazionali di massima potenza. Dobbiamo immaginarcele come increspature dello Spazio-Tempo che si propagano dal punto d’origine.

La loro emissione non è, però, isotropa, ed esse si dirigono verso una direzione privilegiata. In modo simile a quanto capita per un motore di un razzo, la coppia di buchi neri ormai unificata viene scagliata con violenza nel verso opposto, dove trova nuovo cibo stellare per la propria ingordigia. Gli oggetti celesti vengono disgregati, distrutti e il loro gas inizia a spiraleggiare precipitando verso la massa centrale. La materia si urta e si strofina riscaldandosi a tal punto da emettere luce ultravioletta e raggi X . Il buco nero (o meglio la spazio che lo circonda) si illumina come una supernova, prima di spegnersi lentamente.

A questo punto dobbiamo fare alcune considerazioni pratiche. Innanzitutto, la fusione di due buchi neri aumenta di molto la frequenza di “banchetti” stellari e quindi anche la possibilità di assistere a fenomeni luminosi intensissimi e ben osservabili. Telescopi come il Pan-STARRS delle Hawaii e il LSST del Cile saranno in grado di scandagliare il cielo e catturare questi straordinari eventi.

Due buchi neri supermassicci si stanno unendo divorando le stelle che vagavano indisturbate nei loro paraggi. La misura delle onde gravitazionali e delle emissioni luminose della materia che precipita verso di loro permetteranno di costruire un metro estremamente accurato per la misura delle distanze cosmiche. (Fonte: David A. Aguilar (CfA))

Tuttavia, ciò non basta. La futura missione LISA cercherà di localizzare e misurare gli eventi che producono onde gravitazionali. Non vi sarà posto migliore che quello descritto precedentemente e segnalato dall’aumento improvviso della luminosità al centro di galassie in collisione. Le osservazioni da terra e quelle di LISA potranno combinarsi perfettamente. Le seconde saranno in grado di stabilire con grande esattezza la distanza della sorgente di onde gravitazionali (con un errore dell’uno percento), mentre le prime indicheranno con precisione il luogo esatto.

A questo punto basterà confrontare il redshift della galassia in questione con la distanza misurata mediante il metodo precedente. Si sarà in grado non solo di avere a disposizione un nuovo e preciso “metro” cosmico, ma anche di capire meglio la forza che sembra accelerare l’espansione dell’Universo e -come conseguenza- comprendere la natura dell’energia oscura e gli scambi tra massa ed energia.

Inoltre, se ancora fosse necessario, l’unione di due buchi neri permetterebbe di esplorare con straordinaria precisione un nuovo regime della teoria di Einstein, quello dei campi gravitazionali di estrema potenza.

articolo successivo: Un mini-uovo di Pasqua con sorpresa
articolo precedente: Fisica in barca, al via la quinta edizione

Torna su

41 Commenti a “A caccia di buchi neri doppi”

Pagine: [1] 2 3 4 5 » Mostra tutti

ho letto che i buchi neri massicci sono nati prima delle galassie e forse sono responsabili della nascita di quest’ultime….dico una scemenza?

detto questo non vorrei essere una stella vicino a questo sistema doppio

peppe scrive il 5 Maggio 2011 alle 15:32

Bellissimo articolo, sempre molto dettagliato ma scritto in modo che tutti possano capirlo.

Ok, passiamo alla domanda che forse si mostrerà in tutta la sua idiozia, ma che mi tartassa la testa da un po’.

Quando la signora Milky Way si scontrerà con la signora del secondo piano Andromeda, noi, ammesso che la terra sarà ancora viva e non sbaranata dal sole morente, cosa potremmo accusare dallo scontro di queste due galassie?

Ma soprattutto (oh, sì, le domande sono due), sempre ipotizzando la nostra esistenza in vita, riusciremmo da qui a vedere l’energia sprigionata da questi due buchi neri accoppiati?

Grazie mille.

Pikadilly scrive il 5 Maggio 2011 alle 18:10

Enzo e Mario Fiore grazie della vostra risposte del precedente articolo,effettivamente vi sono forze ed energie nell’universo che l’uomo non può governare già e complicato con l’energia atomica figuriamoci poi se un giorno potrebbe utilizzare l’anti-materia la seconda energia più distruttiva dell’universo dopo la gravità che ha il suo massimo esempio nei buchi neri stellari e galattici.i
Comunque l’onda gravitazionale scaturita dalla fusione di due buchi neri,e anche positiva perchè fà in modo da far collassare le nubi di gas interstellari nelle galassie dando vita a nuove stelle.

Raffaele scrive il 5 Maggio 2011 alle 18:22

@Raffaele
Ciao, potresti cortesemente evitare di scrivere tutto il testo in grassetto?
Grazie!

Stefano Simoni scrive il 5 Maggio 2011 alle 21:50

Splendido articolo! Speriamo che la crisi e i tagli alle spese non ritardino la missione LISA che potrebbe portare veramente belle sorprese e fare passi da gigante sulla comprensione dell’universo: incrociamo le dita

daraggio scrive il 5 Maggio 2011 alle 22:56

@peppe: Per quanto ne so, ci sono evidenze sia di quello che dici tu, che del fatto che i buchi neri super massicci si formano dopo la fusione di due o più galassie già preesistenti. C’è anche il caso di un’ammasso di galassie (non ricordo quale), in cui il buco nero della galassia più massiccia impedisce l’accrescimento dell’intero ammasso…. Meglio chiedere lumi a Enzo….
@Pikadilly: La Via Lattea e Andromeda dovrebbero incontrasi tra circa 2,5 miliardi di anni, quindi il Sole ci sarà di certo. Non so la Terra… Comunque, prima che entrino in contatto, i bracci più periferici delle due galassie cominceranno ad avvicinarsi, per via degli effetti di marea. Una parte delle stelle verrà trascinata in stream da una galassia all’altra e viceversa. Altre saranno sparate lontane dalle due o lanciate direttamente nei centri galattici, mentre le nuvole di gas polvere cominceranno a migrare caoticamente da una parte all’altra. Man mano che le due si compenetreranno, le orbite delle stelle all’interno delle galassie diventeranno sempre più caotiche, mentre le nubi di gas collasseranno in ammassi di stelle nuove a seguito delle onde d’urto. Poi, chissà…. Potrebbero fondersi insieme e fare una nuova enorme galassia, oppure separarsi nuovamente, come quelle della “rosa“…. Dipende tutto dalle velocità relative (chiedi a Enzo…). Sarà un processo lungo migliaia (se non milioni) di anni. Comunque stai certa che, se i due buchi neri si fonderanno, ci saranno dei bei fuochi d’artificio!!! Onde gravitazionali, stelle e nubi di gas ingoiate in un attimo, emissioni di luce in tutte le frequenze…. E, se va male, il buco nero potrebbe trasformarsi in quasar….. La notra nuova galassia potrebbe diventre una galassia attiva…
Ma, anche qui, lascio a Enzo il compito di correggermi…

Red Hanuman scrive il 5 Maggio 2011 alle 23:04

cari amici,
sto utilizzando il computer di mia figlia perchè il mio è arrivato al lumicino… Ragione per cui non riesco a seguire tutti i commenti… scusatemi! Tuttavia, vedo che Red fa le veci in maniera egregia. Ho poco da aggiungere alle sue spiegazioni. Mi sa che riuscirò a mettermi veramente in pensione…
A parte gli scherzi (ma la preparazione di Red non è uno scherzo :wink:), spero di avere quello nuovo martedì prossimo e, in breve (spero) tornare in piena attività.
Aggiungerei (anche se accennato da Red) che è difficile che un essere umano o qualcosa del genere si accorga di quanto sta succedendo. I tempi di variazione sono lunghissimi. E’ come se pensassimo di poter assistere ai cambiamenti geologici subiti e da subire dal nostro pianeta. Sappiamo che il mediterraneo scomparirà schiacciato dalla spinta dell’Africa, ma non credo proprio che qualcuno potrà assistere a un cambiamento significativo. I tempi scala sono dell’ordine dei milioni di anni, che non sono minimamente apprezzabili da esseri che vivono in media 70-80 anni… nemmeno nei ricordi dei nonni, bisnonni, bisbisnonni, ecc… Dovremmo chiedere (per il passato) a qualche antico parente dinosauro… Ma temo che non siano in grado di rispondere…
ciao a tutti

enzo scrive il 6 Maggio 2011 alle 07:25

Scusatemi, ho posto male io la domanda, intendevo “noi” come genere umano, non speravo di certo di piazzare la mia reincarnazione con stradio e cocktail ad osservare Andromeda fondersi con la Via Lattea.

E’ vero, non potremmo dire “Quando avevo sette anni l’Africa era a tot km dall’Italia”, ma ci saranno comunque misurazioni scritte, quindi si arriverà nel 839948 d.c a registrare la distanza Italia-Africa e si comparernno i nuovi dati con le misurazioni dei nostri tempi notando che qualcosa è cambiato. No?

Mi spiego meglio, non potremmo accorgerci degli spostamenti, ma misurando ogni anno, ogni secolo, ogni millennio lo spostamento della galassia arriveremo a dire “Oh, Andromeda ci sta per tagliare la strada”, sempre se saremo ancora vivi.

Pikadilly scrive il 6 Maggio 2011 alle 16:55

caro Pikadilly,
avevo capito il senso del tuo discorso. La risposta, però, non cambia di molto. Tu pensi che esisterà una razza umana che per milioni di anni terrà ricordo della sua storia precedente? Io temo di no… Comunque, in quel caso, ci sarebbe il modo di registrare gli eventi, come stiamo facendo adesso con i cambiamenti delle supernove.

enzo scrive il 6 Maggio 2011 alle 17:01

CarA Pikadilly, Enzo…. Femminuccia iè!!! Leggi il suo Blog, è molto arguta….
Hai ragione, Enzo, non sarà la razza umana a ricordare…
O saranno i nostri discendenti, o saranno i discendenti di qualcosa che ancora non immaginiamo… Ma poi, che importa? Noi, di certo, saremo a goderci lo spettacolo dal terzo anello del paradiso… Posizione invidiabile e panoramica, no?…. Io porto i popcorn!!..