Fotografato il buco nero della Via Lattea: è grande quattro volte il sole

ROMA – Fotografato il buco nero al centro della nostra galassia, la Via Lattea, e il più vicino, grazie alla collaborazione internazionale Event Horizon Telescope (Eht) e con il contributo italiano di Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), Università Federico II di Napoli e Università di Cagliari.

L’immagine è la prova definitiva che al centro della Via Lattea c’è un buco nero. Pubblicato in 10 articoli su The Astrophysical Journal Letters, il risultato è annunciato in tutto il mondo a partire dalla Germania, con lo European Southern Observatory (Eso); in Italia da Inaf, Infn e le due università.

A tre anni dalla prima foto di un buco nero, quello della galassia M87, la nuova immagine conferma definitivamente l’esistenza di un buco nero al centro della nostra galassia: “Una prova schiacciante”, come l’hanno definita i ricercatori nella conferenza stampa organizzata a Roma: Ciriaco Goddi di Università di Cagliari, Inaf e Infn, Elisabetta Liuzzo Nicola Marchili e Kazi Rygl, tutti e tre dell’Inaf e, in collegamento, Mariafelicia De Laurentis di Università Federico II di Napoli e Infn, e Rocco Lico di Instituto de Astrofísica de Andalucía e Inaf.

Anche in questo scatto storico, frutto del lavoro di più di 300 ricercatori di 80 istituti in tutto il mondo che insieme formano la Collaborazione Eht, il buco nero non è visibile direttamente perché non emette luce: si vede uno spesso anello di gas brillante, delle dimensioni che avrebbe se fosse intorno alla Luna, che circonda una regione centrale scura chiamata ombra. L’anello è prodotto dalla luce distorta dalla potente gravità del buco nero, che ha una massa pari a quattro milioni di volte quella del Sole ed è distante dalla Terra 27.000 anni luce, in direzione della costellazione del Sagittario.

Sebbene i due buchi neri sembrino molto simili, quello della Via Lattea è oltre mille volte più piccolo e meno massiccio rispetto a quello di M87. La foto è stata ottenuta grazie a una rete globale di otto radiotelescopi, compreso il più potente del mondo: Alma (Atacama Large illimeter/submillimeter Array), al quale l’Italia partecipa attraverso lo European Southern Observatory (Eso) e ospita il nodo italiano del Centro regionale europeo Alma presso la sede dell’Inaf di Bologna. I radiotelescopi funzionano all’unisono, come fossero un unico strumento grande quanto la Terra e insieme sono stati puntati verso il cuore della galassia per diverse notti nell’aprile 2017, raccogliendo dati per molte ore di seguito, in modo simile a quando si fa una lunga esposizione con una macchina fotografica.

Nonostante Sagiuttarius A* sia molto più vicino rispetto al primo buco nero immortalato in una foto, ottenerne l’immagine è stato molto più difficile: poiché è più piccolo, il gas gli ruota intorno molto velocemente, impiegando pochi minuti completare un’orbita intorno al buco nero (contro i giorni impiegati dal gas attorno al buco nero di M87). Di conseguenza per ottenere l’immagine è stato necessario fare una media delle numerose immagini ottenute nella campagna di ricerca.

Un sogno realizzato dopo 20 anni

“Lo abbiamo sognato per 20 anni”: sono state queste le prime parole che hanno accompagnato la foto del buco nero della Via Lattea. A pronunciarle, nell’incontro organizzato in Italia presso l’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), è stato Ciriaco Goddi , di Università di Cagliari, Inaf e Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), mentre l’immagine della Via Lattea sullo schermo scorreva verso il cuore della galassia, fino a mostrare quella sorta di “ciambella” dal colore rossastro, come l’hanno chiamata scherzando i ricercatori.

“E’ un risultato tanto atteso perché dimostra la correttezza delle previsioni contenute nella teoria della relatività generale di Einstein”, ha detto il presidente dell’Inaf, Marco Tavani. Per il vicepresidente dell’Infn, Marco Pallavicini, “questo è un bellissimo giorno per la ricerca perché adesso abbiamo la prova geografica e visibile di quanto sia importante la collaborazione internazionale nel campo della ricerca. E’ la prova che l’Italia è presente nei più importanti risultati scientifici, lavorando in sinergia”.

“Ottenere questa immagine è stato il nostro obiettivo sin dall’inizio del progetto, concepito nel 2000, e poterla rivelare al mondo oggi ci ripaga di tanti anni di lavoro”, ha detto ancora Goddi, che dal 2014 coordina ill gruppo europeo di BlackHoleCam, uno dei progetti da cui ha avuto origine la Collaborazione Eht. “Gli studi sul centro galattico hanno consentito negli anni di eseguire molti test di verifica della relatività generale, ma il risultato presentato oggi è senza precedenti perché permette molte misure originali sulla gravità e di fare nuova scienza sui buchi neri supermassicci e sul loro ruolo nell’evoluzione dell’Universo: abbiamo aperto le porte di un nuovo straordinario laboratorio”, ha osservato nel collegamento con la sede dell’Inaf a Roma Mariafelicia De Laurentis, dell’Università Federico II di Napoli, ricercatrice dell’Infn e coordinatrice del gruppo di lavoro della collaborazione Eht sui test della gravità.

Per riuscire a catturare l’immagine ci sono voluti cinque anni di lavoro, ha detto Elisabetta Liuzzo, della collaborazione Eht e dell’Inaf, e migliaia di simulazioni e di modelli teorici, ha aggiunto Nicola Marchili, dell’Inaf. Al punto che per elaborare i dati è stato necessario utilizzare “grandi infrastrutture di calcolo”, ha detto in collegamento Rocco Lico, di Inaf e dello spagnolo Instituto de Astrofísica de Andalucía. “In questo processo – ha aggiunto – è stata anche compilata una biblioteca senza precedenti di buchi neri simulati da confrontare con le osservazioni”.

Adesso si guarda al futuro e si affinano gli strumenti per andare a caccia di nuove osservazioni. Nel marzo scorso, per esempio, la collaborazione Eht ha condotto una nuova campagna di osservazione che include tre nuovi radiotelescopi. “Si pensa anche a un telescopio virtuale ancora più grande della Terra”, ha detto Kazi Rygl, della collaborazione Eht e dell’Inaf. Al momento si tratta solo di un progetto e l’idea è quello di utilizzare un futuro telescopio spaziale.

Messa, un “risultato straordinario”

Un risultato “straordinario”, che dimostra quanto la collaborazione internazionale in campo scientifico sia importante e quanto sia importante per l’Italia farne parte: così il ministro dell’Università e la Ricerca, Maria Cristina Messa, ha commentato la foto del buco nero al centro della Via Lattea. “È uno straordinario risultato della cui portata – ha detto – riusciremo a renderci conto davvero solo con il tempo”. “Complimenti al grande e globale gruppo di lavoro che ha consentito di raggiungerlo e, all’interno di questo, alle scienziate e agli scienziati italiani”.

“Questa scoperta – ha proseguito il ministro Messa – dimostra come le reti collaborative di ricerca internazionale siano fondamentali per il progresso di tutti, di come sia importante per l’Italia farne parte investendo, in modo continuo e stabile negli anni, in grandi infrastrutture di ricerca e di dati, per rafforzarle e implementarle sempre di più, e di come si debba fare uno sforzo per preservare queste reti anche in momenti di crisi”.

Il ministro ha rilevato inoltre che “questo risultato ci ricorda anche che non si deve avere sempre fretta di raggiungere in pochissimo tempo un determinato risultato: la ricerca ha i suoi tempi e a questi dobbiamo avere la pazienza di adattarci, consapevoli che ne varrà sempre la pena”.