Perché la prima immagine reale di un buco nero sembra una ciambella sfocata?

La nostra galassia, la Via Lattea, è una specie di gigantesco e lentissimo vortice da lavandino. Un vasto e ineluttabile vuoto pulsa al suo centro, divorando tutta la materia e l'energia che incrocia il suo sentiero — è un buco nero.

Gli astronomi credono che quasi ogni galassia ruoti intorno a una di queste masse estreme, ma nessuno ne ha mai vista una fino a oggi. Mercoledì, un team internazionale di scienziati ha svelato la prima immagine di un buco nero supermassiccio in azione. Ha la stessa massa di 6.5 miliardi di Soli, e si trova nella galassia di Messier 87 (o Virgo A), a circa 55 milioni di anni luce dalla Terra.

L'immagine è strana e meravigliosa, ma perché ha proprio quella forma lì?

La prima cosa da capire è che l'immagine che stiamo guardando, per quanto sia assolutamente la prima osservazione diretta di un buco nero, non è una foto nel senso stretto del termine che intendiamo noi persone comuni. Il progetto Event Horizon Telescope — una collaborazione globale che, in pratica, ha trasformato l'intera Terra in un gigantesco ricevitore radio — ha infatti scrutato le stelle e catturato dati radio per costruire un'immagine del buco nero M87.

Ciò che gli scienziati hanno effettivamente registrato è ciò che definiscono l'"ombra" del buco nero. Vedete, un buco nero supermassiccio è così denso che deforma radicalmente lo spazio tempo che lo circonda, consumando la luce vicina. Dato che un buco nero è essenzialmente assenza di luce, sarebbe impossibile vederlo tramite mezzi tradizionali.

Ad ogni modo, ogni buco nero è circondato da un "orizzonte degli eventi" — quel limite oltre il quale la luce non può più sfuggire lo stomaco del buco nero. Appena prima dell'orizzonte degli eventi c'è un anello di materia chiamato "disco di accrescimento" che forma un vortice bollente e caotico di materia ed energia, destinato a scivolare dentro il buco nero o essere sparato via nello spazio.

All'interno del disco di accrescimento, i fotoni — le particelle di luce prive di massa — vorticano intorno ai bordi del buco nero, che, di nuovo, non emette luce. È questa "ombra" a forma di anello che l'EHT ha immortalato.

"Se immerso in una regione luminosa, come un disco di gas raggiante, ci aspettiamo che un buco nero crei una regione scura simile a un'ombra — qualcosa che Einstein aveva previsto con la teoria della relatività generale e che non abbiamo mai osservato prima," ha detto Heino Falcke, presidente del Consiglio Scientifico dell'Event Horizon Telescope, in un comunicato stampa. "Questa ombra, provocata dalla curvatura gravitazionale e cattura della luce da parte dell'orizzonte degli eventi, racconta tantissimo della natura di questi affascinanti oggetti e ci ha permesso di misurare la massa enorme del buco nero M87.

Per cui non stiamo effettivamente guardando al buco nero di per sé, ma alla distorsione dello spazio-tempo che il buco nero lascia nella sua scia — che è comunque una cosa incredibile, considerando che è la prima osservazione diretta di un fenomeno teorizzato per la prima volta da Albert Einstein un secolo fa.

"Nessuna simulazione o ipotesi: solo un caos di fotoni che circondano un vuoto inimmaginabile," ha detto la National Science Foundation in un video che spiega il fenomeno.

Anche con 55 milioni di anni luce a separarci, tracce di quei fotoni senza scampo sono riuscite a raggiungere la Terra.

Questo articolo è apparso originariamente su Motherboard US.