I passi intermedi sono importanti. Lezione spaziale per la quarantena

Grazie al telescopio Hubble, la Nasa ha recentemente identificato un buco nero molto particolare. In più di 100 anni di relatività ristretta e teorie gravitazionali e addirittura la prima foto di un buco nero del 2019, ultimamente questi oggetti sono diventati quasi “maneggiabili”. Non sarebbe possibile eh, perché se potessimo raccoglierne anche un solo cucchiaino peserebbe all’incirca come tutta l’umanità intera!

Ma come si formano i buchi neri? In natura, i buchi neri si possono formare quando si verificano eventi eccezionalmente catastrofici: per esempio il collasso gravitazionale di una stella di grande massa oppure nella condizione in cui si trova la materia al centro di una galassia. In entrambi i casi l’energia in ballo è incredibile. Si calcola che anche al centro della nostra galassia sia presente un buco nero di ben 4 milioni di masse solari: la massa di 4 milioni di stelle come il nostro sole stipate in un raggio di 13 milioni di km!

Il caso di collasso stellare è quello forse più famoso perché scaturisce dall’esplosione di supernova: quando accade la luminosità di una stella può competere con la luminosità dell’intera galassia. Il collasso avviene perché ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria: espellere velocemente gli strati esterni di una stella vuol dire che il nucleo centrale subirà una forza tale da perforare lo spazio tempo. Senza far rumore, perché lo spazio è vuoto e i suoni non si propagano. Il buco nello spazio-tempo non fa scappare nemmeno la luce diventando a tutti gli effetti “nero”: portandosi dietro tutto, come un secchio quando cade giù nel pozzo. Ok forse mi sto lasciando prendere la mano. Scusate. Indirettamente si può osservare la presenza di un buco nero da ciò che accade nelle sue “vicinanze”: potrebbe inghiottire materia da una stella o influire gravitazionalmente sul periodo orbitale di altre stelle o ammassi stellari. Vi consiglio Interstellar diretto da Christopher Nolan, un bellissimo film di fantascienza per la quarantena. Grazie al Premio Nobel Kip Thorne, che è stato consulente sul set, per la prima volta dinamica e caratteristiche di un buco nero sono state magistralmente illustrate.

Fortunatamente questi eventi si verificano raramente e sono molto lontani dalla terra: come potete immaginare un evento del genere è come l’uscita di una nuova stagione per una serie tv di successo. Tutti i diretti interessati – telescopi terrestri e spaziali, scienziati, astronomi, laboratori e sistemi di misura – si voltano verso la regione del cielo dove il candidato ha fatto sentire la sua presenza.

Forse è l’evento più interessante per il numero di informazioni che si possono ottenere. Concedetemi il paragone: è come se fosse la settimana santa per tutte le leggi della fisica.

L’ultimo buco nero identificato possiede una massa di 50000 soli e si trova a 750 milioni di anni luce da noi. Non è nella nostra galassia. Si trova all’interno di un ammasso stellare, ammasso che in passato doveva essere il nucleo di una galassia: insomma come se fosse un soffione (o un dente di leone), alla galassia di origine qualcosa avrebbe strappato via gli strati esterni. Per il momento non è ancora chiaro quale sia il fenomeno alla base della loro creazione. Vengono identificati con IMBH (Intermediate-mass black holes).

Qual è la caratteristica principale? La sua particolarità è quella di essere l’anello mancante: la sua massa sarebbe intermedia, tra le masse tipiche dei buchi neri stellari e quelle dei buchi neri dei nuclei galattici. Molte domande per ora sono senza risposta. Senza alcun dubbio studiare i buchi neri di massa intermedia ci porterà a capire origine ed evoluzione dei buchi neri supermassivi.

Del resto i passi intermedi sono fondamentali in tutti campi.

E poi la parola cosmo deriva dal Greco “kósmos”, cioè “ordine”: l’universo considerato come un tutto armonico, ordinato appunto. I greci non sapevano cosa fosse un collasso gravitazionale o un IMBH, ma sono certo che anche i buchi neri rientrino in un ordine universale.