Da stelle giganti a buchi neri supermassicci

Uno dei misteri più grandi dell’astrofisica moderna è quello di capire come i buchi neri supermassicci, esistiti durante le fasi primordiali della storia cosmica, hanno raggiunto le loro enormi dimensioni. In uno studio recente, pubblicato su Astrophysical Journal, un gruppo di ricercatori esamina la possibilità che questi enigmatici oggetti si siano formati direttamente dal collasso gravitazionale di stelle supermassicce.

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Il teorema della singolarità compie 50 anni

Quando una stella collassa per formare un buco nero si crea una singolarità gravitazionale dello spaziotempo in cui le leggi della fisica vengono meno. Nel 1965, Sir Roger Penrose introdusse un teorema in cui egli associava la singolarità con le cosiddette “superfici intrappolate” che si restringono nel corso del tempo. Quella ipotesi, uno dei risultati della teoria della relatività generale, viene oggi celebrata in occasione del suo cinquantesimo anniversario.

La nascita ‘in diretta’ di un buco nero

I buchi neri sono gli oggetti più enigmatici e affascinanti dell’Universo. Di essi conosciamo molto poco e, nonostante sia noto che essi esistono nelle binarie-X che nei nuclei galattici attivi, non ne abbiamo mai visto uno in formazione. Oggi, però, gli scienziati sperano di utilizzare gli esperimenti sui neutrini, come il prossimo denominato Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), attraverso i quali si spera di “assistere in diretta” alla nascita di uno di essi.

I buchi neri non sono eterne ‘prigioni’

L’argomento più caldo della scorsa settimana, e che ha fatto il giro del web e dei media tradizionali, è stato l’annuncio da parte di Stephen Hawking secondo il quale ci sarebbe un modo per risolvere il famigerato paradosso dell’informazione dei buchi neri. I fisici hanno a lungo dibattuto su ciò che accade all’informazione circa lo stato fisico di un oggetto che viene “risucchiato” da un buco nero. Inizialmente, si pensava che l’informazione fosse perduta per sempre ma poi si concluse che ciò violava le leggi della meccanica quantistica. Ora secondo lo scienziato inglese, che ha presentato la sua proposta durante la Hawking Radiation Conference ospitata dal Nordic Institute for Theoretical Physics (Nordita) in Svezia (post), l’informazione non finirebbe completamente nel buco nero ma potrebbe essere per così dire “trattenuta” nel suo confine, ossia nell’orizzonte degli eventi, ed essere “trasportata” verso l’esterno, anche se in una forma caotica, mediante la radiazione Hawking.

The Hawking Radiation Conference

La lista dei partecipanti non ha nulla da invidiare alle stelle che si vedono sfilare durante la cerimonia per gli Academy Awards, ma in questo caso si tratta di tutt’altro. Stiamo parlando di una conferenza in onore di Stephen Hawking organizzata dal Nordic Institute for Theoretical Physics (Nordita). Infatti, il celebre fisico e cosmologo inglese assieme ad una ventina di fisici tra i più influenti al livello mondiale saranno impegnati per una settimana, dal 24 al 29 Agosto, a confrontarsi su alcuni degli argomenti più caldi che riguardano l’astrofisica dei buchi neri, tra cui la radiazione Hawking, il paradosso dell’informazione e l’esistenza delle singolarità gravitazionali.

Il più grande ‘anello’ di GRB: reale o effetto di proiezione?

Un team di astronomi ungheresi e americani ha trovato ciò che sembra essere la “struttura più grande” dell’Universo osservabile: un anello di ben 9 lampi gamma, e quindi di galassie, che si estende per 5 miliardi di anni luce. Gli scienziati, guidati da Lajos Balazs del Konkoly Observatory a Budapest, descrivono i loro risultati su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Il collasso ‘imminente’ dell’Universo

Alcuni fisici hanno proposto un meccanismo secondo cui il nostro Universo terminerà ad un certo punto la sua espansione ed inizierà a collassare su sé stesso. I calcoli suggeriscono che tale collasso sia “imminente”, almeno su scale di tempo astronomiche, e potrà avvenire tra qualche decina di miliardi di anni.

Quando due galassie collidono

Durante il periodo natalizio, sappiamo che le luci sono le protagoniste assolute che allietano le serate notturne. Ma anche nel cosmo, da qualche parte a circa 130 milioni di anni-luce dalla Terra nella direzione della costellazione del Cane Maggiore, possiamo assistere ad uno spettacolo simile: stiamo parlando di una coppia di galassie a spirale interagenti NGC 2207 e IC 2163.

Il problema delle pulsar ‘mancanti’ nel centro galattico

La regione centrale della Via Lattea è un luogo molto movimentato e affollato da gas, polvere, stelle e, sorprendentemente, di sistemi stellari binari che orbitano attorno al buco nero Sagittarius A*. Dato l’elevato numero di stelle, gli astronomi stimano che ce ne dovrebbero essere centinaia al termine della loro fase evolutiva. Ad oggi, però, gli scienziati hanno trovato soltanto una pulsar giovane nel centro galattico quando invece ci si aspetta di trovarne almeno una cinquantina. La domanda è: dove sono andate a finire le pulsar? Joseph Bramante della Notre Dame University e l’astrofisico Tim Linden della University of Chicago ritengono di avere una possibile soluzione al mistero. I risultati del loro studio, pubblicati su Physical Review Letters, suggeriscono che l’assenza delle pulsar abbia una possibile spiegazione nella presenza di materia scura, distribuita in grande quantità nel centro della nostra galassia, che si “accumula”, per così dire, sulle stelle di neutroni finchè diventano così dense da collassare sotto l’effetto della gravità fino a formare un buco nero. In breve, potremmo dire che sono “scomparse” nello spaziotempo diventando così massicce da creare in esso un “buco (nero)”.

Universe Today: Where Have All the Pulsars Gone? The Mystery at the Center of Our Galaxy

arXiv: Detecting Dark Matter with Imploding Pulsars in the Galactic Center

Gargantua, il primo buco nero più ‘realistico’ del grande schermo

Si tratta di una simulazione senza precedenti, quella concepita da uno degli esperti più rinomati nel campo dei buchi neri, che sarà protagonista del film Interstellar, un epico viaggio nello spazio scritto e diretto da Christopher Nolan, in uscita nelle sale il prossimo 7 Novembre. L’oggetto sembra ruotare quasi alla velocità della luce, trascinandosi con sè lo spaziotempo a causa della sua intensa attrazione gravitazionale. Una volta era una stella ma invece di dissolversi o esplodere è collassata sotto l’effetto della gravità in un ‘punto’ che gli astronomi chiamano singolarità.