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26 Febbraio 2022
9:23

Due buchi neri supermassicci in rotta di collisione: faranno increspare lo spazio-tempo

Grazie a numerosi strumenti e a osservazioni durate quasi mezzo secolo sono stati scoperti due buchi neri supermassicci in rotta di collisione.
A cura di Andrea Centini
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Credit: Caltech/R. Hurt (IPAC)
Credit: Caltech/R. Hurt (IPAC)

Nello spazio profondo sono stati scoperti due buchi neri supermassicci che stanno per schiantarsi l'uno contro l'altro, un evento di portata energetica talmente impressionante che produrrà increspature nello spazio-tempo. I buchi neri supermassicci sono enormi “cuori di tenebra” situati al centro delle galassie, con masse di milioni o addirittura miliardi di volte quella del nostro Sole. Al centro della Via Lattea c'è un buco nero supermassiccio – chiamato Sagittarius A* – di 4 milioni di masse solari, mentre i due protagonisti di questo “valzer della morte” hanno una massa centinaia di milioni di volte superiore. I due oggetti, identificati con il nome di PKS 2131-021, orbitano a 9 miliardi di anni luce dalla Terra e il loro impatto – o meglio, la loro fusione – si verificherà fra 10mila anni. Sembra un tempo lunghissimo per noi, ma dal punto di vista squisitamente astronomico è un'inezia. Sono dunque giunti quasi alla fine del loro abbraccio.

A scoprire e descrivere la coppia di buchi neri supermassicci, la seconda in assoluto a essere identificata, è stato un team di ricerca internazionale guidato da scienziati americani del California Institute of Technology (CALTECH), che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi dell'Università di Creta, della Foundation for Research and Technology-Hellas, del Dipartimento di Astronomia dell'Università del Michigan, del Dipartimento di Fisica dell'Università di Stanford, del Finnish Centre for Astronomy with ESO (FINCA) e di numerosi altri istituti sparsi per il mondo. Gli scienziati, coordinati da Sandra O'Neill e Tony Readhead, sono giunti alle loro conclusioni dopo aver analizzato i dati di 45 anni di osservazioni, compiute con numerosi strumenti dislocati sulla Terra e nello spazio. Fra quelli coinvolti l'Owens Valley Radio Observatory (OVRO) del CALTECH, l'Osservatorio Haystack del MIT, il National Radio Astronomy Observatory (NRAO), il Metsähovi Radio Observatory in Finlandia e il satellite spaziale della NASA Infrared Survey Explorer (WISE).

I ricercatori si sono accorti della presenza del secondo buco nero analizzando le variazioni di luminosità del primo, un nucleo galattico attivo – chiamato quasar – che divora materiale dal disco che lo circonda e lo proietta nello spazio, a velocità prossime a quelle della luce. L'oggetto fa parte di una sottofamiglia particolare di quasar detta blazar, in cui il getto di materiale viene proiettato in direzione della Terra. Poiché questo buco nero supermassiccio non è solo, orbitando attorno all'altro si determinano fluttuazioni periodiche nella luminosità della “radioluce” emessa, che cala ogni 2 anni. Mettendo a confronto osservazioni d'archivio (tra 30 e 40 anni fa) e quelle più recenti condotte con vari strumenti, gli scienziati si sono accorti che questo calo della luminosità è legato proprio alla presenza di un altro buco nero, che orbita a una distanza circa 50 volte superiore a quella che separa il Sole da Plutone. “Quando ci siamo resi conto che i picchi e gli avvallamenti della curva di luce rilevati di recente corrispondevano ai picchi e agli avvallamenti osservati tra il 1975 e il 1983, sapevamo che stava succedendo qualcosa di molto speciale”, ha dichiarato la dottoressa O'Neill in un comunicato stampa. Quando fra 10mila anni si verificherà l'impatto verranno sprigionate onde gravitazionali, increspature dello spazio-tempo che possono essere captate dagli interferometri come il LIGO e il VIRGO. I dettagli della ricerca “The Unanticipated Phenomenology of the Blazar PKS 2131–021: A Unique Supermassive Black Hole Binary Candidate” sono stati pubblicati sulla rivista scientifica The Astrophysical Journal Letters.

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