Buchi neri: raggio di Schwarzschild; orizzonte degli eventi; un buco nero divora la galassia

Il buco nero

Il buco nero è lo stato a cui giungono certe stelle morenti. Una stella morente troppo massiccia per diventare una nana bianca o una stella di neutroni, si ricontrarrà rapidamente sotto l’effetto della spinta gravitazionale fino a raggiungere densità enormi. In accordo con la teoria della relatività anche la distorsione dello spazio tempo nei pressi della stella diventerà sempre più pronunciata, finché anche la luce sarà costretta a seguire traiettorie rivolte verso l’interno, e non potrà più sfuggire. Se la stella si contrae oltre un certo raggio detto di Schwarzschild, nessuna forza dell’universo potrà evitare il suo completo collasso, che la porterà a concentrarsi in un punto detto “singolarità”.

L’orizzonte degli eventi è la sfera, centrata sul punto detto singolarità, avente raggio pari a quello di Schwarzschild. Quando una particella supera questa sfera del tutto immateriale, essa scompare, ossia la luce che emetteva non può più uscire dalla trappola tesa dal buco nero, quindi non potrà mai più raggiungere l’occhio di alcun osservatore. L’orizzonte degli eventi è la soglia oltre la quale si è invisibili e oltre la quale si intraprende il viaggio senza ritorno verso il centro del buco nero. Inoltre i buchi neri possono ruotare e, dato la loro grande capacità di deformare lo spazio, ruotando trascinerebbero con sé una regione dello spazio circostante. La regione dello spazio tempo perturbata si chiama ergosfera.

La luce perde energia all’avvicinarsi del buco nero, infatti gli intensi campi gravitazionali rallenterebbero gli orologi. Più ci si avvicina all’orizzonte degli eventi, più risulta forte il campo gravitazionale, più lentamente scorre il tempo. La frequenza dell’onda elettromagnetica della luce ci appare sempre più bassa: se il tempo scorre più lentamente le alte frequenze della luce ultravioletta ci appaiono sempre più basse fino a che l’energia associata alla luce è così piccola da non essere più apprezzabile.

Nella costellazione del Cigno si ipotizza l’esistenza di un buco nero, il telescopio spaziale di Hubble,  puntato su un oggetto distante 6000 anni luce, ci manda le immagini UV della spirale di materia calda che finisce nella voragine gravitazionale. Gli scienziati cercano la prova dell’esistenza del buco nero, tra i dati inviati da Hubble: impulsi di luce ultravioletta che si spostano verso frequenze più basse, in termini tecnici “dying pulse train” (treni di impulsi morenti).

 18/11/2001 Le scienze, considerazioni sull’art. di Lorenzo Galante

Un buco nero divora la galassia

Al centro della galassia c’è un buco nero con una massa di 3 milioni di volte quella del Sole. Esso attira in un gorgo infernale la materia circostante. E’ il più grande di tutti i 13 buchi neri finora scoperti nella Via Lattea e di taglia variabile dalle 5 alle 20 masse solari.

La fortissima gravità che contraddistingue i buchi neri, attira le altre stelle del circondario fagocitandole in un gorgo spaventoso, la materia surriscaldandosi lancia un estremo segnale sotto forma di raggi X, gamma e radio. Contrariamente a ciò che si pensava più grande è il buco nero, meno forti sono i segnali emessi nel compiere le sue azioni distruttive, come se l’immenso gorgo divorasse in modo più ordinato. Il telescopio spaziale Chandra della Nasa, puntato sulla costellazione del Sagittario ha raccolto l’immagine di una nuvola nel cui centro un brillio di raggi x, generato dall’inghiottimento della materia, certifica la presenza di un buco nero. L’area su cui esso influisce è gigantesca, essa è stata valutata di 150 milioni di chilometri. Secondo una teoria detta “modello di avvezione” quando il buco nero è gigantesco tutto scivola nel suo cuore gravitazionale più tranquillamente.

Il nuovo telescopio Ibis, verrà lanciato nello spazio per catturare i raggi gamma e per capire meglio cosa succede nel nucleo della galassia. Nella zona centrale della Via Lattea è concentrato circa il 90% di tutta la materia che la compone: stelle giovani, vecchi astri e materia di ogni tipo. Poco distante dal grande buco nero, un secondo piccolo mostro con una massa 5-10 volte quella dal Sole si accende periodicamente lanciando fiotti di energia.