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 Dopo averli sentiti cantare, gli
scienziati li hanno visti anche mangiare.
Ora tutti si aspettano di osservarne uno
nascere.
Ma il vero scoop
sarebbe riuscire a vedere cosa c'è ... nel buco.
Questa volta l'hanno preso col boccone tra i
denti: un buco nero nell'atto di ingoiare una stella.
La
conferma è arrivata in questi mesi da due osservatori orbitanti che
hanno visto emissioni di raggi X che provengono da quello che resta
della stella divorata che si è trovata al momento sbagliato nel
posto sbagliato. E nonostante le stelle possano sopravvivere anche
allungate questa è stata stirata dalla forza gravitazionale
del buco nero oltre il suo punto di rottura.
IL COLLASSO
Di questi oggetti spaziali sappiamo come si
formano.
Quando una grandissima quantità di materia collassa su
se stessa, oppure quando una stella di grande massa al termine della
sua evoluzione esplode come supernova.
Nessuna forza è in grado
di contrastare il suo collasso e il risultato finale è un buco nero
con una forza gravitazionale mostruosa capace di attirare a se
perfino una stella. Ma in realtà
del buco nero gli astrofisici vedono soltanto due cose: gli effetti
della forza gravitazionale che esercita nei confronti degli oggetti
che gli passano vicino e le radiazioni, soprattutto i raggi X, che
gli oggetti emettono quando vengono risucchiati.
Il buco nero, infatti si chiama così proprio
perchè è nero al punto da non poter essere visto.
Questi
oggetti misteriosi non emettono nessun tipo di radiazione, niente
luce, niente raggi cosmici. Il loro studio è quindi limitato ai
processi fisici che si svolgono vicino ad essi e non dentro.
Ma perché sono neri?
Tutto dipende dalla
velocità di fuga.
Questa velocità dipende dalla massa
e dalle dimensioni dell'astro da cui si vuole sfuggire. Più è grande
la massa dell'astro, più la velocità deve essere alta, più è grande,
a parità di massa, la sua dimensione minore dovrà essere questa
velocità.
Per la terra ad esempio la velocità di fuga vale 11,2
km/s. Per le stelle di neutroni, che hanno massa non molto superiori
a qulla del Sole ma dimensioni pari appena a quella di una grande
metropoli, la velocità di fuga arriva a 150.000 km/s, ovvero circa
la metà della velocità della luce.
Un buco nero ha una grande
massa concentrata in un volume molto piccolo (se la massa della
Terra fosse trasformata in un buco nero diventerebbe una sfera di 9
mm di diametro). Così la velocità della luce, 300.000 km/s è meno
della velocità di fuga dal buco nero. La luce non riesce a uscire e
l'astro mangiatore di stelle non si vede.
La carta d'identità dei buchi
neri
Ci sono diversi buchi neri.
Fino a
qualche anno fa le osservazioni davano conto di due sole categorie:
i buchi neri stellari e buchi neri supermassicci.
I buchi neri stellari
nascono da una stella di grande massa che al termine della sua
evoluzione esplode come supernova.
I buchi neri
supermassicci potrebbero nascere da un buco nero stellare che
mangia stelle o dalla fusione di molti buchi neri.
Alcuni ipotizzano
buchi neri intermedi e mini buchi neri che non sono mai stati
osservati. Addirittura vengono ipotizzati mini buchi neri a livello
atomico.
I buchi neri supermassicci sono fra gli
oggetti più energetici del cosmo. Si trovano al centro delle
galassie rendendo talvolta i loro nuclei luminosissimi. In tali casi
vengono detti nuclei galattici attivi.
I quasar, ovvero gli
oggetti più distanti del cosmo che noi siamo in grado di osservare
sono per esempio galassie attive in cui solo il nucleo,
brillantissimo, è visibile da miliardi di anni luce di distanza.
All'origine
di questa luminosità sono le temperature raggiunte dal gas in caduta
a spirale verso il buco nero. Questa caduta produce energia con una
efficienza 10 volte superiore alle reazioni nucleari in corso sulle
stelle. La materia attratta forma un disco o meglio un toro
(ciambella) che avvolge il buco.
Il gas riscaldato a milioni di
gradi emette radiazioni a tutte le lunghezze d'onda, dalle onde
radio ai raggi X. In circa il 10% dei casi di osservano anche dei
violenti getti di materia fuoriuscire in direzioni opposte che
possono viaggiare a velocità prossima a quella della luce.
L'origine dei getti
è ancora un mistero ma si suppone siano causati dagli intensi campi
magnetici presenti nelle vicinanze del buco nero.
Le incertezze
Le certezze sui buchi neri
finiscono qui, più o meno. Ma le novità sorprendenti non mancano.
Tra una galassia e l'altra di quelle che costituiscono un ammasso
c'é della materia che dovrebbe finire
attratta da uno dei sistemi galattici e che invece continua a
sfuggire a questo destino. Come mai?
E anche l'anagrafica dei buchi neri è
incerta. Gli studiosi calcolano che nella nostra Galassia
ne esita almeno uno supermassiccio e circa 10 milioni di altri di
tipo stellare.
La teoria più accreditata dice che ogni
galassia ha al centro un buco nero supermassiccio. In realtà in
alcune galassie non si trova e non si sa perché. Forse sono spinti fuori
a causa di uno scontro con un'altra galassia.
L'orizzonte degli eventi
La fisica di oggi è in grado di prevedere cosa
può accadere solo fino ad una certa distanza dal buco nero vero e
proprio, un confine invisibile chiamato "orizzonte degli eventi" che
rappresenta una sorta di superficie di demarcazione del buco nero.
Per spiegare cosa accada alla materia e alla
energia quando cadono dentro un buco nero, oltre l'orizzonte
degli eventi non esiste neppure una teoria.
Un viaggio oltre questa
linea è inesorabilmente di sola andata? O i buchi neri possono
essere in realtà passaggi verso altri
universi?
La risposta
presto o tardi arriverà.
I buchi neri, anche se molto lentamente
"evaporano", ovvero, riemettono tutta la materia e l'energia che
hanno ingoiato.
A dimostrarlo è stato il fisico teorico Stephen
Hawking. Prima o poi, quindi, gli atomi della sfortunata stella
caduta nel buco nero supermassiccio usciranno nuovamente fuori.
Basta attendere. Quando?
L'età del nostro universo è di 13,7
miliardi di anni. Secondo le stime più ottimiste, l'attesa potrebbe
potere durare solo qualche migliaio di miliardi di miliardi di
miliardi di miliardi di miliardi di anni
.... 1056 volte l'età attuale dell'universo.
..... continua ....
(fonte; Quark maggio 2004)
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