Nell’illustrazione, il buco nero supermassiccio al centro è circondato dalla materia che scorre nel buco nero in quello che viene chiamato disco di accrescimento.
La teoria della relatività generale di Albert Einstein ha ricevuto un’altra conferma concreta: gli astronomi hanno osservato, per la prima volta, una “zona di immersione” in un buco nero. Questa regione, situata al confine del buco nero, è dove la materia non può più rimanere nella sua orbita e cade per sempre verso il centro, come aveva previsto Einstein.
La scoperta, pubblicata sulla rivista Monthly Notice della Royal Astronomical Society, è stata fatta da un team di astronomi utilizzando telescopi in grado di rilevare i raggi X. Il buco nero osservato si trova in un sistema chiamato MAXI J1820 + 070, ed è costituito da una stella più piccola del Sole e dal buco nero stesso, e la sua massa è stimata tra 7 e 8 masse solari.
“Come il bordo di una cascata”
Gli astronomi hanno utilizzato i telescopi spaziali NuSTAR e Nicer della NASA per raccogliere dati e capire come il gas caldo, chiamato plasma, viene risucchiato dalla stella nel buco nero. NuSTAR orbita attorno alla Terra, mentre NISER si trova sulla Stazione Spaziale Internazionale.
“Intorno a questi buchi neri ci sono grandi dischi di materiale che orbitano attorno alle stelle vicine”, ha detto Andrew Mummery, ricercatore dell’Università di Oxford e autore principale dello studio. “La maggior parte di essi sono stabili, il che significa che possono scorrere senza intoppi. Sono come un fiume, mentre l’area di immersione è come il bordo di una cascata: tutto il tuo supporto scompare e cadi a testa in giù il fiume, ma c’è questa piccola area alla fine, che si trova in “Fondamentalmente quello che abbiamo trovato”.
A differenza dell’orizzonte degli eventi, che è più vicino al centro del buco nero e non lascia sfuggire nulla, comprese luce e radiazioni, nella “zona di immersione” la luce può ancora sfuggire, ma la materia è condannata alla forte attrazione gravitazionale, Mummery ha spiegato.
Le scoperte potrebbero aiutare a capire come si formano i buchi neri
I risultati dello studio potrebbero aiutare gli astronomi a comprendere meglio la formazione e l’evoluzione dei buchi neri. “Possiamo davvero conoscerlo studiando quest’area, perché è proprio al confine, quindi ci fornisce la maggior parte delle informazioni”, ha detto Mummery.
Prossimo passo: immaginare un buco nero
Anche se lo studio non è riuscito a scattare una foto reale di un buco nero perché è così piccolo e distante, un altro team di ricercatori di Oxford sta lavorando a qualcosa di ancora migliore: il primo filmato di un buco nero. Per raggiungere questo obiettivo, il team dovrà prima costruire un nuovo osservatorio, l’Africa Millimeter Telescope in Namibia, che Mummery spera sarà operativo entro un decennio.
Conferma del genio di Einstein
La scoperta della “zona di immersione” è un altro passo importante per confermare la teoria della relatività generale di Einstein, già rafforzata da altre osservazioni, come la prima immagine di un buco nero nel 2019 e la rilevazione di onde gravitazionali.
Implicazioni per la ricerca futura
Secondo Christopher Reynolds, professore di astronomia presso l’Università del Maryland, College Park, si tratta di una misurazione della velocità di rotazione di questi corpi celesti e di uno studio sulle emissioni di raggi X ad alta energia dalla “zona di immersione”.
“Questo sarà un luogo importante per le scoperte nel prossimo decennio”, ha affermato Dan Wilkins, ricercatore presso l’Università di Stanford. “Attendiamo con ansia la prossima generazione di telescopi a raggi X che ci forniranno misurazioni più dettagliate delle regioni più profonde al di fuori degli orizzonti degli eventi dei buchi neri”.
