Lo strumento GRAVITY dell’ESO installato sul VLTI (l’interferometro del Very Large Telescope) è stato usato dai ricercatori di un consorzio di istituti europei, tra cui l’ESO, per osservare lampi di radiazione infrarossa provenienti dal disco di accrescimento intorno a Sagittarius A*, l’oggetto massiccio nel cuore della Via Lattea. I lampi osservati forniscono la conferma, da lungo attesa, che l’oggetto al centro della nostra galassia è veramente, come da lungo ipotizzato, un buco nero supermassiccio. I lampi hanno origine nel materiale che orbita molto vicino all’orizzonte degli eventi del buco nero – rendendo queste le osservazioni più dettagliate mai fatte di materiale in orbita così vicino a un buco nero.
Mentre parte della materia nel disco di accrescimento – la cintura di gas in orbita intorno a Sagittarius A* a velocità relativistiche – può orbitare intorno al buco nero in tutta sicurezza, tutto ciò che si avvicina troppo è destinato a essere attirato al di là dell’orizzonte. Il punto più vicino a un buco nero in cui della materia possa orbitare senza essere irresistibilmente attratta verso l’interno dall’immensa massa è noto come l’orbita stabile più interna, e da qui hanno origine i brillamenti osservati.
«È sconvolgente osservare il materiale che orbita intorno a un buco nero massiccio al 30% della velocità della luce», si meraviglia Oliver Pfuhl, uno scienziato dell’MPE. «La straordinaria sensibilità di GRAVITY ci ha permesso di osservare i processi di accrescimento in tempo reale, con un dettaglio senza precedenti».
Queste misure sono state possibili solo grazie alla collaborazione internazionale e alla strumentazione all’avanguardia utilizzata. Lo strumento GRAVITY che ha reso possibile questo risultato combina la luce di quattro telescopi del VLT dell’ESO per creare un super-telescopio virtuale di 130 metri di diametro ed è già stato utilizzato per sondare la natura di Sagittarius A*.
All’inizio dell’anno, GRAVITY e SINFONI, un altro strumento installato sul VLT, hanno permesso allo stesso gruppo di misurare con precisione il passaggio radente della stella S2 mentre attraversava il campo gravitazionale estremo vicino a Sagittarius A* e per la prima volta ha rivelato gli effetti previsti dalla relatività generale di Einstein in un ambiente così estremo. Durante il passaggio ravvicinato di S2, è stata osservata anche una forte emissione infrarossa.
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Questa simulazione mostra le orbite di un gruppo ristretto di stelle vicino al buco nero supermassiccio nel cuore della Via Lattea. Nel 2018 una di queste stelle, S2, passò molto vicino al buco nero e fu oggetto di un’attenta analisi con il telescopio dell’ESO. Il suo comportamento corrispondeva alle previsioni della relatività generale di Einstein e non era invece coerente con la gravità newtoniana, più semplice. Crediti: ESO/L. Calçada/spaceengine.org
«Stavamo monitorando S2 da vicino e, naturalmente, teniamo sempre d’occhio Sagittarius A*» spiega Pfuhl. «Durante le nostre osservazioni, siamo stati abbastanza fortunati da notare tre lampi brillanti provenienti dal buco nero – una coincidenza fortunata!».
Questa emissione, da elettroni molto energici e molto vicini al buco nero, era visibile come tre brillamenti molto intensi e corrispondeva esattamente alle previsioni teoriche per i punti caldi (hot spot) in orbita vicino a un buco nero di quattro milioni di masse solari, 1,3 milioni di milioni di volte più grande di quella della Terra. Si pensa che i brillamenti provengano da interazioni magnetiche nel gas caldissimo che orbita intorno a Sagittarius A*.
Reinhard Genzel, del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) di Garching, in Germania, che ha guidato lo studio, ha spiegato: «È sempre stato uno dei progetti che sognavamo di completare, ma non osavamo sperare che sarebbe diventato possibile così presto». Riferendosi all’assunzione che Sagittario A* sia un buco nero supermassiccio, Genzel ha concluso che «il risultato è una conferma clamorosa del paradigma di buco nero supermassiccio».
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