Un buco nero con i fiocchi!

Una news particolarmente interessante, dato che riguarda il più potente buco nero stellare mai osservato. Ne approfitto per fare un semplice (e semplicistico) riassunto dello stato dell’arte sull’osservazione dei buchi neri, sia stellari che galattici.

C’è buco nero e buco nero. Ormai sappiamo molto bene che le più celebri creature del Cosmo possono essere di due tipi. Quelli di tipo stellare, ultima fase evolutiva di una stella gigante dopo la sua esplosione come supernova; quelli galattici, veri  giganti, con masse che possono raggiungere miliardi di volte quella del Sole e che si annidano al centro delle galassie. Se l’origine dei primi è sufficientemente compresa, restano ancora molti dubbi sulla formazione dei secondi. Sono già nati enormi in una fase primitiva dell’Universo o si sono costruiti un po’ alla volta a partire da buchi neri stellari o, ancora, si sono ingigantiti attraverso l’unione di galassie?

Non è facile rispondere a questa domanda (magari, hanno lavorato tutti e tre i meccanismi) e la crescita dei buchi neri galattici rimane uno dei tantissimi problemi ancora aperti in astrofisica. In particolare, se essi fossero cresciuti aumentando la loro massa solo catturando e ingoiando materiale e/o attraverso l’unione di buchi neri stellari, sarebbe abbastanza normale trovare in giro per le galassie buchi neri di massa intermedia, da centinaia a migliaia di volte la massa del Sole. Anche se ogni tanto si dice di averne scoperto uno, la loro esistenza rimane molto dubbia.

Tuttavia, dobbiamo tener presente che non è facile osservare un buco nero. Nessun problema se esso è di tipo galattico ed è in piena attività: la sua potenza è tale che ciò che capita nel suo intorno è talmente energetico che la radiazione prodotta può essere osservata anche negli oggetti più antichi del Cosmo. Sempre che siano attivi, però, altrimenti, quando sono in fase quiescente, anch’essi si nascondono facilmente alla vista. Stiamo, ovviamente, parlando dei nuclei galattici attivi o -se preferite- dei quasar e dei loro fratelli.

Se esistono problemi per i “mostri” galattici, figuriamoci per quelli stellari. Un aiuto ci viene dato quando sono compagni di una stella normale e mantengono un’attività frenetica a causa del materiale della sorella che stanno fagocitando. Se sono isolati e in una zona tranquilla della galassia, la cosa diventa ben più difficile. D’altra parte si chiamano neri per un qualche motivo. Non possono emettere luce e la loro presenza si avverte solo per le ripercussioni sull’eventuale gas che li circonda e che viene riscaldato e reso luminoso mentre orbita o cade verso di loro. Spesso producono due getti di materia abbastanza stretti in direzioni opposte, una specie di urlo energetico che lancia particelle nello spazio a velocità prossime a quella della luce e a distanze incredibili. Come già detto, questo fenomeno “appariscente” è visibile nei buchi neri galattici in piena attività. Molto più difficile è vedere una situazione del genere in buchi neri stellari, la cui potenza è nettamente minore.

E’ facile capire l’interesse dei nuclei galattici attivi. Tuttavia, ricordiamo che essi rispecchiano una situazione “matura”, ossia essi hanno già passato il periodo di accrescimento che vorremmo capire per cercare di risalire alla loro formazione. Un serpente che si morde la coda. In fondo, sarebbe molto più interessante (si fa per dire) osservare buchi neri relativamente piccoli, mentre  evolvono in  qualche modo. Ma osservare questi in tempi antichi, quando sicuramente erano molto più frequenti, è molto difficile per la tecnologia attuale. Il serpente si morde due volte la coda!

Ogni tanto, però, si ha fortuna e buchi neri stellari riescono a raggiungere livelli energetici impressionanti, tali da non sfigurare nemmeno con i loro colleghi molto più massicci. Essi rappresentano un tassello che è importantissimo per capire come le galassie si sono evolute durante i miliardi di anni dell’Universo. Purtroppo, come già detto, questi “mostriciattoli” erano molto più frequenti nelle’Universo primitivo, dove e quando le stelle massicce erano la norma. Troppo distanti, nel tempo e nello spazio, per essere rivelabili, almeno per adesso. Ci si deve accontentare di quelli giovani e vicini a noi. Nella nostra galassia se ne conoscono ben pochi e non veramente potenti o attivi. Non rimane che osservare le compagne vicine e sperare in qualche colpo di fortuna. Questi buchi neri particolari, di tipo stellare, ma con manifestazioni simili a quelli galattici, vengono chiamati micro quasar (MQ). Malgrado il nome, restano comunque oggetti di tipo stellare.

Un gruppo di ricerca composto da australiani e americani ha studiato in grande dettaglio la galassia M83, situata a una distanza relativamente piccola da noi (meno di 15 milioni di anni luce), cercando qualche segno di un MQ. Chissà mai…Beh, la fortuna aiuta gli audaci e il colpo è riuscito. Un potentissimo MQ è stato localizzato senza ombra di dubbio ed è il più energetico mai rilevato finora.  E’ stato chiamato, con poca fantasia, MQ1. Eccolo lì, a distanza ideale per essere analizzato in tutti i suoi dettagli. Fin troppo facile! Immagino che ai ricercatori prudano letteralmente le mani nell’attesa di vivisezionarlo da ogni punto di vista.

Le prime osservazioni eseguite con diversi telescopi hanno confermato che MQ1 è realmente un “piccolo” oggetto, soprattutto se paragonato alle sue manifestazioni fantasmagoriche. Tra le varie risposte che il nuovo arrivato potrebbe dare vi è anche quello di come un buco nero così potente possa influenzare e /o comandare la formazione stellare nei suoi dintorni e non solo. Infatti, MQ1 sta scaraventando i suoi getti in direzione opposta e questi schiacciano, deformano e scaldano il gas interstellare. Di gas ce ne deve essere parecchio, dato che se il micro quasar è così potente lo deve soprattutto al materiale che lo sta “stuzzicando” e -in parte- cibando. Questi getti violentissimi aiutano la formazione stellare o disperdono la materia? MQ1 potrà dare molte risposte, senza scomodare i buchi neri galattici che hanno un’influenza globale su tutta la struttura. Capire come agisce MQ1 è un po’ come tornare indietro di almeno 12 miliardi di anni, quando le galassie in formazione “brulicavano” –probabilmente- di oggetti di questo tipo. Pensate che il buco nero più potente trovato nella Via Lattea (SS433) è solo dieci volte meno potente di MQ1. Come spesso capita, si impara di più guardando lontano che non vicino.

M83 e, nell’inserto, MQ1 con i suoi due getti
La vicina galassia a spirale M83 e, nell’inserto, MQ1 con i suoi due getti, ripreso da Hubble. Il cerchietto blu nell’immagine grande indica la posizione di MQ1. Fonte: M83 – NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (WFC3/UVIS, STScI-PRC14-04a).MQ1 inset – W. P. Blair (Johns Hopkins University) & R. Soria (ICRAR-Curtin)

Qualche accenno alle dimensioni di MQ1. Il vero e proprio buco nero non dovrebbe superare i 100 km Attenzione: questo non vuol dire che un buco nero non tenda a diventare un punto singolare, significa solo che, fisicamente, esso ha delle dimensioni o quanto meno un orizzonte degli eventi che ne determina un confine, l’unico teoricamente osservabile.  Ricordiamoci che abbiamo un buco nero appena la massa dell’oggetto occupa uno spazio minore di quello del suo orizzonte degli eventi. Non vi è bisogno che sia diventato –se mai ci riuscirà- un punto senza dimensioni in cui è concentrata una massa mostruosa. Manteniamo la differenza tra matematica e fisica che abbiamo imparato a conoscere. Tuttavia, la zona interessata dall’azione violenta del piccolo mostro si estende ben oltre e i suoi getti raggiungono i venti anni luce. Il nome di micro quasar è, quindi, quanto mai azzeccato.

M83 è entrata in sala operatoria e, al suo capezzale, ha i migliori chirurghi del momento: Hubble, Chandra, il Compact Array australiano, Magellan e il VLA. Insomma, i più celebri specialisti per ogni lunghezza d’onda. Chissà se gli astrofili, che puntano spesso e volentieri il loro gioiello tecnologico verso M83, penseranno a quel piccolo mostro che si annida vicino al centro e capiranno la sua importanza? Speriamo di sì…

Articolo originario QUI

di Vincenzo Zappalà – tratto da: L’Infinito Teatro del Cosmo