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Il buco nero e il campo magnetico della galassia M87: le nuove immagini

Arrivano nuove notevoli immagini del buco nero M87*. Il buco nero e il campo magnetico definito dalla polarizzazione della luce.

Categorie Astronomia · Satelliti e Lander

Ricordate la prima foto di un buco nero? Lo stesso telescopio EHT (Event Horizon Telescope) oggi ha prodotto una nuova immagine che ritrae lo stesso buco nero, M87* è il nome attribuitogli. Ma c’è una novità, le nuove immagini raffigurano il buco nero e il campo magnetico della galassia M87. Questa è la prima volta in cui gli astronomi sono riusciti a misurare la polarizzazione così vicina ai confini di un buco nero.

Arrivano nuove notevoli immagini del buco nero M87*. Il buco nero e il campo magnetico definito dalla polarizzazione della luce.
La prima foto di un buco nero. Credit: MEDIA Inaf

Il buco nero e il suo campo magnetico: perché sono così importanti?

L’immagine arrivata oggi rappresenta un’ulteriore passo in avanti verso la conoscenza dell’universo. Molti, però, si chiederanno a cosa possa effettivamente servire questa scoperta e cosa significhi. Le foto polarizzate di oggi, sono fondamentali nell’osservazione e nello studio dello spazio profondo per comprendere la relazione tra il buco nero e il suo campo magnetico. Potremo capire come il campo magnetico permetta alla singolarità di “mangiare” materia ed emettere potenti getti. Infatti, dal centro della galassia M87 provengono dei fasci luminosi di energia e materia. Queste particelle di luce e materia riescono a fuggire dai bordi del buco nero e formano getti che si propagano per circa 5000 anni luce. Uno dei più grandi misteri di questa galassia.

Negli anni, gli scienziati si sono affidati a svariati modelli per provare a dare una spiegazione a questi eventi senza, però, alcun risultato. Con le nuove immagini EHT, guardiamo proprio nella zona, dove c’è interazione tra la materia che fugge e quella che cade all’interno. Le informazioni sul campo magnetico suggeriscono che i modelli teorici con gas fortemente magnetizzati sono sufficienti per spiegare ciò che avviene nell’orizzonte degli eventi. Secondo le recenti osservazioni, dunque, il campo magnetico è talmente forte da spingere via il gas caldo. Se il gas, invece, scivola attraverso il campo, non riesce a resistere alla forza di gravità e cade nel buco nero.

Arrivano nuove notevoli immagini del buco nero M87*. Il buco nero e il campo magnetico definito dalla polarizzazione della luce.
I telescopi di EHT. Credit: Andrew Chael

Cos’è la polarizzazione?

La luce è un’onda elettromagnetica. Questa, dunque, si propaga nello spazio e lo fa come un’oscillazione nel campo magnetico e nel campo elettrico. Le perturbazioni che avvengono nei due campi variano continuamente in maniera casuale. Con la polarizzazione, invece, la direzione della propagazione è ben definita e i due piani rimangono fissi.

Dunque, com’è possibile polarizzare la luce? I metodi per polarizzare la luce sono diversi. La luce che passa attraverso le lenti polarizzate degli occhiali da Sole (o altri filtri), si polarizza. Le lenti riducono i riflessi e i bagliori delle fonti luminose, aiutandoci a vedere. In altro modo, la polarizzazione avviene quando la luce viene emessa in una zona calda magnetizzata dello spazio. Così, la luce polarizzata ci permette di mappare le linee del campo magnetico sul bordo interno del buco nero. La polarizzazione misurata da EHT nella foto è visualizzata sotto forma di linee.

Arrivano nuove notevoli immagini del buco nero M87*. Il buco nero e il campo magnetico definito dalla polarizzazione della luce.
La giovane Katie Bouman, una delle scienziate coinvolte nella prima foto al buco nero. Credit: TPI

Il buco nero M87* e il telescopio ETH

Nel 2019, grazie al telescopio virtuale EHT gli scienziati che si occupavano del progetto sono stati in grado di fotografare un buco nero. La prima immagine di un buco nero. Questo evento di notevole rilevanza è la dimostrazione che, non solo, i buchi neri esistono ma, anche, che possono esseri studiati mediante osservazioni astronomiche. La singolarità nell’immagine, rielaborata al computer, ha una massa pari a 6.5 miliardi di volte quella del Sole e si trova al centro dell’omonima galassia. Gli scienziati della EHT, dell’INFN e dell’INAF sono riusciti nell’impresa collegando 8 telescopi nei vari angoli del pianeta e creando un telescopio delle dimensioni della Terra. Catturare l’immagine non è stata impresa facile. Il buco non è detto nero a caso e immaginate di doverlo fotografare nell’immenso spazio buio. I ricercatori sono riusciti comunque ad osservare l’anello di fuoco attorno al buco nero e a dimostrare, così, la teoria della relatività di Einstein.

Ora, quell’immagine ha ricevuto un upgrade e nell’anello esterno è ben distinguibile la luce polarizzata. Nel frattempo, l’EHT continua a progredire con nuovi aggiornamenti tecnologici e si prepara per nuove osservazioni del buco nero e del suo campo magnetico.

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