La prima immagine di un buco nero è qui

Al centro di Messier 87, un'enorme galassia nel vicino ammasso di galassie della Vergine, esiste un buco nero supermassiccio. Soprannominato M87, questa regione dello spazio-tempo che consuma tutto si trova a più di 55 milioni di anni luce dalla Terra e si stima che abbia un nucleo succhiante la luce 6, 5 miliardi di volte la massa del sole.

Per la prima volta, abbiamo una "immagine" di questo mostro celeste, e ha persino un nome: Powehi, che significa "adorata creazione oscura insondabile". Il nome straordinario fu uno sforzo collaborativo tra astronomi e professore di lingue dell'Università delle Hawaii Larry Kimura.

"Questa è una grande giornata in astrofisica", ha dichiarato il direttore dell'NSF France Córdova in una nota. "Stiamo vedendo l'invisibile. I buchi neri hanno scatenato l'immaginazione per decenni. Hanno proprietà esotiche e sono misteriose per noi. Eppure con più osservazioni come questa stanno rivelando i loro segreti. Ecco perché esiste NSF. Consentiamo a scienziati e ingegneri illuminare l'ignoto, rivelare la maestosità sottile e complessa del nostro universo ".

Come l'astronomo dell'Università di Manchester Tim Muxlow ha raccontato a The Guardian nel 2017, l'immagine catturata non è esattamente una foto diretta di un buco nero, ma piuttosto una foto della sua ombra.

"Sarà un'immagine della sua sagoma che scivola sullo sfondo bagliore delle radiazioni del cuore della Via Lattea", ha detto. "Quella fotografia rivelerà per la prima volta i contorni di un buco nero."

La galassia ellittica gigante Messier 87 appare su questa immagine molto profonda. Una foto del buco nero supermassiccio nel cuore di questa galassia è stata recentemente catturata da un team internazionale di ricercatori. (Foto: Chris Mihos, Case Western Reserve University / ESO / Wikimedia)

Nonostante le sue dimensioni supermassicci, M87 è abbastanza lontano da noi per presentare una sfida enorme per qualsiasi telescopio da catturare. Secondo Nature, sarebbe necessario qualcosa con una risoluzione più di 1.000 volte migliore del telescopio spaziale Hubble. Invece, gli astronomi hanno deciso di creare qualcosa di più grande - molto più grande.

Nell'aprile 2018, gli astronomi hanno sincronizzato una rete globale di radiotelescopi per osservare l'ambiente circostante dell'M87. Insieme, come il personaggio immaginario del robot Voltron, si sono uniti per formare l'Event Horizon Telescope (EHT), un osservatorio virtuale di dimensioni planetarie in grado di catturare dettagli senza precedenti su grandi distanze.

"Invece di costruire un telescopio così grande che probabilmente collasserebbe sotto il suo stesso peso, abbiamo combinato otto osservatori come i pezzi di uno specchio gigante", Michael Bremer, un astronomo dell'International Research Institute for Radio Astronomy (IRAM) e un progetto il direttore dell'evento Event Horizon Telescope, al momento, viene citato come detto. "Questo ci ha dato un telescopio virtuale grande quanto la Terra - circa 10.000 chilometri (6.200 miglia) di diametro."

Ci vuole un villaggio (di telescopi)

Le posizioni partecipanti dei radiotelescopi che si sincronizzavano per formare il telescopio Event Horizon di dimensioni planetarie. (Foto: Osservatorio europeo meridionale)

Per diversi giorni, collegati tra loro usando l'eccezionale precisione degli orologi atomici, i radiotelescopi hanno catturato un'enorme quantità di dati su M87.

Secondo l'Osservatorio europeo meridionale, il suo Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), un partner partecipante all'Event Horizon Telescope, ha registrato da solo oltre un petabyte (1 milione di gigabyte) di informazioni sul buco nero. Troppo grandi per essere inviati su Internet, i dischi rigidi fisici sono stati inviati via aereo e immessi in cluster informatici (chiamati correlatori) situati presso il MIT Haystack Observatory di Cambridge, nel Massachusetts, e il Max Planck Institute for Radio Astronomy di Bonn, in Germania.

E poi i ricercatori hanno aspettato. Il primo ostacolo sulla strada per l'elaborazione di un'immagine riguardava l'ottavo radiotelescopio partecipante di stanza in Antartide. Poiché non sono possibili voli da febbraio a ottobre, il set di dati finali acquisito dal telescopio del Polo Sud è stato letteralmente messo in cella frigorifera. Il 13 dicembre 2017 è finalmente arrivato all'osservatorio Haystack.

"Dopo che i dischi si sono riscaldati, verranno caricati nelle unità di riproduzione ed elaborati con i dati provenienti dalle altre 7 stazioni EHT per completare il telescopio virtuale di dimensioni terrestri che collega i piatti dal Polo Sud, alle Hawaii, Messico, Cile, Arizona, e la Spagna ", ha annunciato il team a dicembre 2017." Dovrebbero essere necessarie circa 3 settimane per completare il confronto delle registrazioni e, successivamente, può iniziare l'analisi finale dei dati EHT del 2017! "

Quell'analisi finale si è protratta per tutto il 2018, con il team di ricerca composto da 200 persone che ha studiato attentamente i dati raccolti e ha tenuto conto di eventuali fonti di errore (turbolenza nell'atmosfera terrestre, rumore casuale, segnali spuri, ecc.) Che potrebbero degradare l'immagine dell'orizzonte degli eventi . Hanno anche dovuto sviluppare e testare nuovi algoritmi per convertire i dati in "mappe delle emissioni radio nel cielo".

Come ha detto Shep Doeleman, direttore di EHT, in un aggiornamento di maggio 2018, il processo è stato così intenso in termini di manodopera che gli astronomi hanno deciso di definirlo "il massimo della gratificazione ritardata".

Secondo l'NSF, i dati raccolti misuravano oltre 5 petabyte e consistevano in oltre mezzo tonnellata di dischi rigidi.

La relatività generale di Einstein supera un altro grande test

Una foto ravvicinata del buco nero nel cuore di Messier 87. (Foto: National Science Foundation)

Secondo i ricercatori, la forma dell'ombra del buco nero è un altro aspetto della teoria della relatività generale di Einstein.

"Se immersi in una regione luminosa, come un disco di gas incandescente, ci aspettiamo che un buco nero crei una regione scura simile a un'ombra - qualcosa predetto dalla relatività generale di Einstein che non abbiamo mai visto prima", ha spiegato la sedia dell'EHT Consiglio scientifico Heino Falcke dell'Università di Radboud, Paesi Bassi. "Questa ombra, causata dalla flessione gravitazionale e dalla cattura della luce da parte dell'orizzonte degli eventi, rivela molto sulla natura di questi affascinanti oggetti e ci ha permesso di misurare l'enorme massa del buco nero di M87."

Ora che l'immagine è stata rivelata, è probabile che l'esistenza approfondisca solo le domande e il timore reverenziale che circonda questi misteriosi fenomeni astronomici. La sola ingegneria che ha dato origine a questo momento storico è una ragione sufficiente per festeggiare.

"Abbiamo raggiunto qualcosa che si presume impossibile solo una generazione fa", il direttore del progetto EHT Sheperd S. Doeleman del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian hanno detto. "Le scoperte tecnologiche, le connessioni tra i migliori osservatori radio del mondo e gli algoritmi innovativi si sono uniti per aprire una finestra completamente nuova sui buchi neri e l'orizzonte degli eventi."

Nota del redattore: questo articolo è stato aggiornato con nuove informazioni da quando è stato pubblicato per la prima volta a gennaio 2018.

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