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Il Più Grande Telescopio Della Storia Puntato Verso Il Buco Nero Gigante Nel Centro Della Via Lattea


27 febbraio 2012 ore 19:47   di stellina2012  
Categoria Tecnologia e Scienze  -  Letto da 733 persone  -  Visualizzazioni: 1520

Gli astronomi dell’ Università dell’Arizona (Steward Observatory) hanno inaugurato a gennaio 2012 il più potente telescopio del mondo, costruito utilizzando le tecnologie digitali più avanzate. Questo radiotelescopio registra i segnali provenienti da molti telescopi (una cinquantina) dislocati su tutto il globo terreste, moltiplicandoli insieme con un computer speciale, per ottenere una risoluzione molto più alta.

E’ come se si disponesse di un unico radiotelescopio con un diametro virtuale di oltre 12.000 km, grande quanto la Terra, con cui vedere i segreti del cosmo a distanze fino ad ora inaccessibili e raggiungere dettagli notevoli , come ad esempio i buchi neri supermassivi della nostra o di altre galassie.


L’obbiettivo dei ricercatori è quello di passare dai dati misurati relativi al buco nero supermassiccio che si trova nel centro della Via Lattea, alla creazione di un’ immagine fotografica, e pensano di riuscirci entro il 2015; questo immenso buco nero ha una massa 4 milioni di volte quella del Sole e si trova a 26.000 anni luce dalla Terra.

Non è stato mai stato possibile fotografarlo a causa della sua grande distanza e dalle nostre limitate strumentazioni, ed anche con Event Horizon Telescope non sarà così semplice; molti dettagli si perderanno perché offuscati della luce della galassia che si interpone, ma gli astronomi sono ottimisti, sono sicuri che alla fine il risultato non deluderà e svelerà qualcosa che non si è mai visto prima.

Il Più Grande Telescopio Della Storia Puntato Verso Il Buco Nero Gigante Nel Centro Della Via Lattea

Fotoni di luce e gas in rotazione orbitale intorno al buco nero

Riuscire a ottenere una foto di questo immenso buco nero è di fondamentale importanza per i ricercatori, per avere una verifica della Teoria della Relatività di Einstein e comprendere i meccanismi della forza di gravità ai limiti del suo potere, passando da una conoscenza finora teorica alla realtà dell’esistenza. La teoria di Einstein prevede che qualsiasi materia o raggio di luce fotografabile intorno all’orizzonte degli eventi, che è il limite dentro il quale ogni cosa scomparirà nel "nero" del buco, deve disporsi su un cerchio perfetto; se infatti risultasse anche una piccola distorsione, la teoria della relatività andrebbe rielaborata e si aprirebbero strade nuove e sconosciute per la fisica.

La luce ed il gas che arrivano in prossimità di un buco nero ci possono aiutare, perché risentono della sua attrazione gravitazionale, tanto da essere intrappolati e costretti a descrivere orbite circolari intorno ad esso, senza possibilità di fuga. Si dispongono su un anello luminoso intorno al suo orizzonte degli eventi, e i fotoni di luce non ancora catturati possono essere rilevati dal Event Horizon Telescope, prima che cadano al suo interno, perché c’è un margine di tempo fra i 4 e i 27 minuti.

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Simmetria sferica del buco nero

Ma cosa sono i "buchi neri"? E come si definiscono?
La teoria della relatività di Einstein ne prevede l’esistenza come oggetti gravitazionali collassati in condizioni estreme. All’interno dei buchi neri la materia collassata diventa talmente compatta, da rimanere confinata in una regione di spazio delimitata dal raggio di Schwarzschild o raggio gravitazionale. Si tratta di un particolare raggio associato ad ogni tipo di massa, che definisce la distanza dal centro di distribuzione di massa a simmetria sferica; indica cioè il limite "teorico", l’ orizzonte degli eventi, entro il quale la materia e l’energia di un corpo sarebbero trattenute dalle forze gravitazionali se tutta la massa fosse posta nel centro di tale sfera.

Il raggio di Schwarzschild (proporzionale alla massa di un corpo e inversamente proporzionale al quadrato della velocità della luce) diventa "reale" solo per i buchi neri, perché solo in questi oggetti cosmici superdensi tutta la massa è "realmente" confinata all’interno di tale raggio, e l’orizzonte degli eventi è davvero la barriera entro cui si vede scomparire ogni forma di materia e la luce stessa. Il buco nero è quindi un assorbitore perfetto, oscuro e invisibile, ma qualcosa ce lo rivela. Il moto delle masse che collassano provoca un rilascio di energia gravitazionale sotto forma di radiazione, e al suo esterno questo campo gravitazionale risulta osservabile, anche perché genera emissione di raggi X ad altissima energia; risulta invece inaccessibile ogni altra informazione su cosa succede all’interno dell’orizzonte degli eventi.

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Caduta di materia dentro l'orizzonte degli eventi

Esistono ipotesi affascinanti sulla possibilità che la materia scomparsa all’interno dei buchi neri, ricompaia come "gettata" fuori in altri punti dell’universo, i buchi bianchi, e possa generare i Quasar, la cui origine non è ancora chiara. Queste radiosorgenti "quasi stellari" al telescopio ottico sembrano stelle, hanno un aspetto puntiforme ma sono immensamente distanti perché hanno un grande redshift spettrale, e ciò significa che sono oggetti luminosissimi; emettono una quantità di energia pari a decine di volte le galassie normali, e talvolta hanno rapidissime e inspiegabili variazioni di luminosità e di energia. L’origine nel tempo e nello spazio dei Quasar è ancora un enigma cosmologico; potrebbero essere protogalassie formatesi subito dopo il big bang, ma questa ipotesi contrasta con il fatto che contengono elementi più pesanti dell’elio ( che si formano dopo la morte di generazioni di stelle), come rivelano le loro analisi spettrali, per cui la strada è ancora aperta.

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Quasar

Ritornando ai buchi neri questi sono definibili in almeno tre categorie: 1) buchi neri stellari; che si originano dal collasso di stelle massive che raggiungono 3 masse solari, dopo la fase finale di supernova. 2) buchi neri supermassicci; di cui si ipotizza l’ esistenza al centro di ogni galassia. Si pensa siano nati come buchi neri stellari, accresciuti in seguito per assorbimenti di stelle vicine e per fusione con altri buchi neri, fino a raggiungere masse di 150 milioni di volte quella solare . Sono nati quindi in zone ad alta densità stellare (come il centro delle galassie) . 3) buchi neri primordiali; sono piccoli e associati a piccole masse, e quindi generati in zone al altissima densità di materia e di gas, condizioni possibili solo dopo il big bang, da qui la loro qualifica di primordiali.

Fino ad oggi il modo migliore per rivelare l’esistenza di un buco nero si è basato sulla ricerca degli effetti che produce su corpi vicini come le stelle, o il gas stellare. Le stelle binarie offrono un tale approccio, come nel caso di Cygnus X-1. Si tratta di una supergigante blu nella costellazione del Cigno, una stella massiccia variabile binaria a raggi X, con una massa di 30-40 masse solari, un raggio pari a 20-22 raggi solari ed un temperatura superficiale di 31.000° K.

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Sistema stellare binario Cygnus X-1

Cygnus X-1 è associata ad una compagna invisibile, un’emittente di raggi X ad altissima energia, con fluttuazioni rapide e irregolari; la quantità di radiazione che questa diffonde è così abbondante da non essere riconducibile ad una stella normale. Una tale emissione di raggi X può essere generata solo dagli effetti gravitazionali sul gas che, surriscaldato, subisce una fortissima eccitazione; questo gas ruota in un disco di accrezione intorno alla stella che non è visibile, ma che ha una forza gravitazionale tale da strappare materia alla sua compagna, generando quel vento stellare intenso nella sua direzione. Si tratta molto probabilmente di un buco nero.

Per concludere l’aspettativa dei risultati di Event Horizon Telescope è fondamentale non solo per gli orizzonti di osservazione che apre, ma anche per i risvolti che ne conseguiranno sulla fisica teorica: aspettiamo e vediamo!

Articolo scritto da stellina2012 - Vota questo autore su Facebook:
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Commenti

 
  • claudio
    #1 claudio

chissa' forse i quasar sono l'altra faccia del buco nero dove avviene il passaggio di materia da un universo ad un'altro

Inserito 7 ottobre 2014 ore 19:37
 

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