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Quando una grande stella muore dovrà per forza dare luogo a un buco nero. Ma come si fa a trovare un oggetto invisibile che potrebbe trovarsi a centinaia di migliaia di anni luce di distanza? Con più stelle nel cielo che granelli di sabbia in tutte le spiagge del mondo, come è possibile trovare una piccola stella nera che inghiotte la luce invece di brillare come un faro nella notte? Gli astronomi non cercano propriamente i buchi neri, ma gli effetti che essi provocano nello spazio circostante. Gli astronomi cercano una stella visibile che può essere rimasta intrappolata nell’orbita di un buco nero ma anche queste non sono facili da riconoscere. È come cercare un ago in un pagliaio, con la differenza che se l’ago non si fa sentire non c’è speranza di trovarlo. Fondamentale fu il lancio negli anni Ottanta da parte dei giapponesi del satellite a raggi x Ginga, dotato di uno strumento in grado di individuare qualunque sorgente di raggi x nell’universo. Sono in pratica i raggi x a informarci della presenza di un buco nero. Nel 1989 il satellite Ginga registrò un improvviso aumento dei raggi x in una regione non lontana della nostra galassia. La sorgente della radiazione era un oggetto invisibile a 3.000 anni luce di distanza dalla terra attorno al quale sembrava ruotare una stella poco luminosa. La stella era stata catalogata come cigno v404.

Era proprio la stella che gli astronomi cercavano. L’ipotesi è che l’oggetto invisibile sia un buco nero di origine stellare, il tipo più comune. In base alla teoria un buco nero di questo tipo dovrebbe avere una massa pari a dieci volte quella del nostro sole, ma con il diametro della città di Londra.

Meno comune è un secondo tipo di buchi neri, molto più grandi dei precedenti, che si annidano al centro delle galassie. Un’eccellente analogia di quello che succede a cigno v404 è quella di un uomo robusto e di una donna molto gracile. Mentre roteano l’uomo a mala pena si sposta, mentre la donna per bilanciare i loro pesi si sposta molto di più. I calcoli dimostrano che v400 compie un’orbita completa attorno al suo partner misterioso una volta ogni sei giorni e mezzo.

Per raggiungere una velocità così alta deve ruotare attorno ad un corpo con una massa gravitazionale notevole. È stato calcolato che la massa del partner misterioso di v404 è pari a quattro volte quella del sole. Ciò significa che è notevolmente più pesante, rispetto a calcoli teorici, di una stella a neutroni. Quasi certamente è un buco nero. Questo buco nero sta guidando v404 in una danza fatale sottraendo gas alla sfortunata stella per alimentare un grande disco di materia. Queste particelle, avanzando a spirale verso il buco nero, si scaldano e inviano un ultimo segnale a raggi x al mondo esterno. In modo analogo sono stati identificati dagli astronomi una decina di oggetti simili. Uno dei primi fu cigno x1.

Su quest’oggetto K. S. Thorne e Stephen William Hawking hanno fatto una scommessa: cigno x1 è un buco nero? William Hawking aveva scommesso di no. Come lui stesso dice-questo non vuol dire che non credevo ai buchi neri. È che avevo bisogno di una sorta di polizza assicurativa. Avevo dedicato molto lavoro ai buchi neri e sarebbe stato solo tempo perso se si fosse scoperto che non esistevano. Almeno avrei avuto la consolazione di vincere la scommessa.-quando nel 1974 Hawking e Thorne fecero la scommessa non c’erano prove consistenti, ma col passare degli anni le prove divennero più convincenti e Hawking dovette così pagare la scommessa. Come racconta lo stesso Thorne, nel 1990 Hawking si trovava a Los Angeles e venne nel mio ufficio a fare varie copie di quello che avevo vinto si trattava dell’abbonamento per un anno a Penthouse, con grande disgusto della moglie - come racconta Hawking. Questa scommessa scritta a mano su un foglio di carta, è divenuta il simbolo del primo riconoscimento dell’esistenza dei buchi neri da parte della comunità scientifica.

 

Un articolo pubblicato su Nature il 20 ottobre rivela che è stato scoperto un buco nero, nella Galassia del Triangolo (chiamata anche M33 e distante da noi circa tre milioni di anni luce) che orbita intorno a una stella, con un periodo di tre giorni e mezzo. La particolarità di questo corpo (catalogato col nome M33 X-7) è di essere estremamente massiccio: si calcola che abbia una massa pari a 15,65 volte quella del Sole, rendendolo così il buco nero più massiccio finora osservato, e anche la sua compagna ha un valore della massa molto elevato (circa settanta volte la massa del Sole). Jeffrey Mc Clintock dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Cambridge, ha spiegato che Si tratta di un’enorme stella che ha come compagno un enorme buco nero. Alla fine, la compagna diventerà una supernova: si avrà così una coppia di buchi neri.

I dati ottenuti dalle osservazioni, però, sono in contrasto con le teorie attuali riguardo ai buchi neri, e perciò Jerome Orosz della San Diego State University, uno degli autori dell'articolo, ha affermato che è questa scoperta a far sorgere ogni sorta di domanda circa le possibili origini di un simile buco nero. Infatti, un buco nero nasce dal collasso di una stella massiccia, ma, nel caso di un sistema binario di stelle, collassa per prima in un buco nero la stella avente la massa maggiore.

Ciò non è successo nel caso di M33 X-7, poiché la stella che ha poi dato origine al buco nero aveva una massa minore della sua compagna. Inoltre, la stella genitrice avrebbe dovuto anche avere un raggio molto maggiore, superiore addirittura alla distanza attuale dei due corpi celesti, tale che le due stelle avrebbero dovuto condividere parte della loro atmosfera. Sulla base delle conoscenze attuali, questa condizione non dovrebbe permettere di dare vita a un buco nero di massa così elevata, a causa della perdita di materiale gassoso. Lo studio del buco nero appena scoperto potrebbe portare a nuove conoscenze sull'origine dei buchi neri e della loro evoluzione e alla revisione delle teorie attuali.

Forse non troveremo mai le risposte, ma almeno sappiamo dove cercarle.

 

Bibliography

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