Buco nero nel cuore della Via Lattea, la prima immagine di Sagittario A* (Sgr A*)

Gli astronomi hanno svelato la prima immagine del buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, la Via Lattea. Questo risultato rappresenta "una prova schiacciante che l'oggetto sia veramente un buco nero e fornisce preziosi indizi sul funzionamento di questi giganti, che si pensa risiedano al centro della maggior parte delle galassie", fanno sapere dall'ESO (European Southern Observatory). L'immagine è stata prodotta da un gruppo di ricerca globale chiamato Collaborazione EHT (o Event Horizon Telescope Collaboration), utilizzando le osservazioni di una rete mondiale di radiotelescopi.

La presenza del buco nero era già stata appurata perché gli scienziati avevano visto stelle in orbita attorno a qualcosa di invisibile, compatto e molto massiccio al centro della Via Lattea. Le rilevazioni suggerivano "fortemente" che l'oggetto - noto come Sagittario A* (Sgr A*, pronunciato "sadge-ay-star" in inglese) - fosse un buco nero, ma l'immagine odierna spazia via ogni dubbio.

Anche se non possiamo vedere il buco nero propriamente detto, poiché è completamente oscuro, il gas incandescente che lo circonda mostra una firma rivelatrice: una regione centrale scura (possiamo dire un'ombra) circondata da una struttura brillante ad anello. La nuova veduta cattura la luce piegata dalla potente gravità del buco nero, quattro milioni di volte più massiccio del nostro Sole.

"Siamo rimasti sbalorditi da quanto le dimensioni dell'anello concordino con le previsioni della teoria della relatività generale di Einstein", ha affermato il responsabile scientifico del progetto EHT Geoffrey Bower dell'Istituto di Astronomia e Astrofisica, Academia Sinica, Taipei. "Queste osservazioni senza precedenti hanno notevolmente migliorato la nostra comprensione di ciò che accade al centro della nostra galassia e offrono nuove informazioni su come questi giganteschi buchi neri interagiscono con l'ambiente circostante". I risultati del gruppo di lavoro EHT sono stati pubblicati oggi in un numero speciale di The Astrophysical Journal Letters.

Il buco nero si trova a circa 27.000 anni luce dalla Terra, la sua dimensione in cielo ci appare all'incirca come quella di una ciambella sulla Luna. Per poterne catturare un'immagine, otto osservatori radio in tutto il pianeta si sono uniti per formare un unico "telescopio virtuale delle dimensioni della Terra". L'EHT ha osservato Sgr A* in più notti nel 2017, raccogliendo dati per molte ore di seguito, proprio come con un lungo tempo di esposizione su una macchina fotografica.

Il risultato di EHT segue il rilascio nel 2019 della prima immagine di un buco nero, chiamato M87*, al centro della galassia Messier 87, ben più lontana da noi. I due buchi neri appaiono notevolmente simili, anche se il buco nero della nostra galassia è più di mille volte più piccolo e meno massiccio di M87*.

"Abbiamo qui due tipi completamente diversi di galassia e due masse di buchi neri molto diverse, ma vicino al bordo questi buchi neri sembrano sorprendentemente simili", ha dichiarato Sera Markoff, co-presidente del Consiglio Scientifico dell'EHT e professoressa di astrofisica teorica all'Università di Amsterdam, nei Paesi Bassi. "Questo ci dice che la Relatività Generale governa questi oggetti da vicino, e qualsiasi differenza che vediamo più lontano deve essere dovuta a differenze nel materiale che circonda i buchi neri".

Catturare l'immagine di Sgr A* è stato un lavoro più complesso di quello svolto per M87* secondo quanto spiegato da Chi-kwan ('CK') Chan dell'Osservatorio Steward e del Dipartimento di Astronomia e del Data Science Institute dell'Università dell'Arizona.

"Il gas in prossimità dei buchi neri si muove alla stessa velocità - veloce quasi come la luce - sia intorno a Sgr A* che a M87*. Ma mentre il gas impiega giorni o settimane per orbitare attorno a M87*, più grande, in Sgr A*, molto più piccolo, completa un'orbita in pochi minuti. Ciò significa che la luminosità e la configurazione del gas intorno a Sgr A* cambiavano rapidamente mentre la collaborazione EHT lo osservava, un po' come cercare di scattare una foto nitida di un cucciolo mentre insegue la propria coda".

I ricercatori hanno dovuto sviluppare nuovi strumenti sofisticati che tenessero conto del moto del gas intorno a Sgr A*. Mentre M87* era un obiettivo più facile e più stabile, poiché quasi tutte le immagini si assomigliavano, questo non era il caso per Sgr A*. L'immagine del buco nero di Sgr A* è una media delle diverse immagini estratte dal gruppo di lavoro e rivela finalmente per la prima volta il mostro che si nasconde nel cuore della nostra galassia.

Oltre 300 ricercatori provenienti da 80 istituti di tutto il mondo hanno lavorato rigorosamente per cinque anni, usando supercomputer per combinare e analizzare i propri dati, compilando nel frattempo una libreria senza precedenti di buchi neri simulati da confrontare con le osservazioni.

I ricercatori hanno iniziato a utilizzare i nuovi dati per verificare teorie e modelli di come il gas si comporta intorno ai buchi neri supermassicci. Questo processo non è ancora del tutto compreso, ma si ritiene che svolga un ruolo chiave nel plasmare la formazione e l'evoluzione delle galassie.

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