Tutto sui buchi neri: tra onde gravitazionali e film interstellari catastrofici

Un evento mai osservato finora, avvenuto a circa 780 milioni di anni luce da noi. I telescopi di tutto il mondo puntati alla ricerca delle radiazioni elettromagnetiche derivate dallo scontro fra un buco nero e una stella di neutroni.

Un altro botto da un angolo remoto dell’Universo. Lo scossone sotto forma di onda gravitazionale è stato generato, per la prima volta da quando ascoltiamo il cosmo alla ricerca di questi eventi, dallo scontro tra un buco nero e una stella di neutroni, registrato il 14 agosto. E ora i telescopi di tutto il mondo si sono voltati per catturare anche un debole segnale di luce che provenga da lì così potente da generare una deformazione dello spaziotempo.

Un abbraccio stellare molto luminoso

Le informazioni che l’onda gravitazionale si porta dietro hanno permesso di fare un identikit dei due responsabili. Entrambi sono ciò che rimane di un astro che non c’è più a circa 780 milioni di anni luce da noi. La densità della materia che li compone è elevatissima, per questo la loro fusione, in un vortice che vede il buco nero e la stella di neutroni ruotare sempre più veloci l’uno attorno all’altra mentre si avvicinano, è in grado di generare una minuscola increspatura del tessuto spaziotemporale che gli interferometri sono comunque in grado di registrare. Ed è la prima volta che viene intercettato uno shock cosmico di questo tipo, con una confidenza del 99%. La massa è uno dei parametri da misurare per capire se si tratti veramente di un buco nero e una stella o una coppia di buchi neri. La concitazione di queste ore è grande perché a differenza di quando avviene una fusione tra due buchi neri, dalla quale non ci si aspetta alcun flash, il fatto che sia coinvolta una stella di neutroni fa sperare che si possa osservare l’evento anche nella controparte elettromagnetica: la luce. Appena si è conosciuta la natura del segnale, hanno diramato l’allarme verso i telescopi, con le indicazioni su dove puntare: nella zona di cielo australe, tra le costellazioni dello Scultore, Fornace e Balena. L’astronomia multimessaggera ha visto la luce il 17 agosto del 2017, quando, per la prima volta, è stata individuata anche una sorgente elettromagnetica nel punto in cui si era originata una onda gravitazionale. Due messaggi differenti da uno stesso evento. In quel caso le responsabili erano due stelle di neutroni che si sono fuse insieme. Quasi esattamente due anni dopo è la volta di un’altra grande scoperta, cercata da tempo. La teoria li prevede, ma un tandem BHNS (black hole-neutron star) non era mai stato osservato, non in maniera così chiara. Gli astronomi stanno confrontando le immagini di quell’angolo di cielo scattate nelle ultime ore, con quelle realizzate in precedenza, per capire se qualcosa di nuovo si palesa in quel punto.

Immagine dello scontro tra i due corpi celesti

Tutto ciò che arriva a noi

Immaginare le onde gravitazionali è un processo complesso. Provate a pensarle come tracce di vibrazioni. Così come un’onda elettromagnetica permette di risalire alle vibrazioni del campo elettromagnetico che l’hanno prodotta, le onde gravitazionali consentono di osservare la distorsione dello spazio-tempo, stiracchiato e compresso dalle perturbazioni della forza di gravità che si propagano per l’Universo. Le sorgenti di onde gravitazionali sono in genere grandi masse che subiscono grandi accelerazioni. Le fonti più note sono sistemi binari di buchi neri che orbitano l’uno attorno all’altro fino a collidere. Al centro della notizia del febbraio 2016 c’è stata la rilevazione delle onde gravitazionali prodotte nell’ultima frazione di secondo del processo di fusione di due buchi neri, di massa equivalente a circa 29 e 36 masse solari. I due colossi si sono fusi in un unico buco nero ruotante più massiccio di circa 62 masse solari: le 3 masse solari mancanti al totale della somma equivalgono all’energia emessa durante il processo di fusione dei due buchi neri, sotto forma di onde gravitazionali. Nel 1916, Albert Einstein ipotizzò che le onde gravitazionali potessero essere una naturale conseguenza della sua teoria della Relatività Generale. Einstein aveva rivoluzionato la concezione di gravità: non più una forza tra oggetti distanti, ma piuttosto un effetto geometrico in grado di deformare il tessuto dello spazio-tempo. Se dunque la gravità era in grado di creare increspature, poteva essere che queste fossero in grado di propagarsi. Einstein tuttavia non si convinse mai a fondo dell’esattezza della sua teoria, che più volte fu sul punto di ritrattare. Nei miliardi di anni che le onde gravitazionali impiegano per raggiungerci dagli eventi che le hanno formate, l’increspatura che producono si riduce fino a una distorsione molte volte più piccola del diametro di un protone. Per accorgersi di una così piccola vibrazione occorrono strumenti molto sensibili.

Ricostruzione di uno scontro tra due buchi neri

Buchi neri anche nei film

Nell’anno 2047 una trasmissione rivela l’insperata riapparizione dell’astronave Event Horizon, ufficialmente andata distrutta in seguito ad un incidente sette anni prima. Viene così inviata a investigare l’astronave di soccorso. Dopo il lungo viaggio alla volta del pianeta Nettuno, nella cui orbita è riapparsa la Event Horizon, il dottor Weir rivela al resto della squadra di essere il costruttore dell’astronave e che quest’ultima era il risultato di un progetto segreto con lo scopo di realizzare un mezzo capace di oltrepassare la velocità della luce. Weir spiega di aver dotato la Event Horizon di un trasferitore gravitazionale: quest’ultimo è in grado di generare un buco nero artificiale, la cui gravità viene usata per curvare lo spazio-tempo e permettere così all’astronave di saltare verso un qualsiasi punto dell’universo. Sull’astronave l’ossigeno scarseggia e la squadra ha pochissimo tempo a disposizione per riparare la Lewis and Clark. Miller decide quindi di distruggere la Event Horizon, ma Weir viene invaso dalla presenza malvagia e fa esplodere la Lewis and Clark con un ordigno prelevato dal corridoio centrale della Event Horizon. Trattisi in salvo, Miller e Starck ritrovano Cooper, che è riuscito a tornare facendo esplodere la bombola d’ossigeno della tuta. Molti giorni più tardi, Starck viene fatta uscire dalla stasi da una squadra di soccorso, ma uno dei soccorritori scopre il proprio volto rivelando di essere Weir. In preda al panico, Starck si risveglia da quello che era un incubo. Il film si conclude con le porte della sala di stasi che si richiudono sulla scena, lasciando l’inquietante presagio che la diabolica presenza sull’astronave viva ancora.

 

Alberto Simula

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