I buchi neri sono un mistero dello Spazio. E anche molto temuti, in quanto capaci di inghiottire interi pianeti. Ci sono voluti 13 miliardi di anni, ma per fortuna la luce dei primi buchi neri dell’universo sta finalmente raggiungendo i telescopi. E ora che “si vede la luce“, è possibile saperne di più su come si sono formati questi fenomeni spaziali lontani.
Ad annunciarlo con entusiasmo l’autore principale di un nuovo studio: John Wise. Un astrofisico di Georgia Tech. Il quale riferisce: “In questo studio, abbiamo scoperto un meccanismo totalmente nuovo che scatena la formazione di enormi buchi neri“.
Questo nuovo meccanismo mostra la rapida crescita degli “aloni” di materia oscura. La materia misteriosa che costituisce la maggior parte dell’universo materiale (ed è così chiamata perché non assorbe né riflette la luce). Come riferisce Space.com.
Ma non solo. Una nuova ricerca ci dice anche come è possibile sfuggire ai tanto temuti buchi neri. Ma andiamo con ordine.
Finalmente viene fatta luce sui buchi neri
“Invece di considerare solo le radiazioni, dobbiamo vedere quanto velocemente crescono gli aloni“aggiunse Wise. Che poi continua:
“Non abbiamo bisogno di molta fisica per capire solo come viene distribuita la materia oscura e in che modo la gravità lo influenzerà. Formare un enorme buco nero richiede di essere in una regione rara con un’intensa convergenza di materia”.
Wise ed i suoi colleghi sono giunti a questa conclusione dopo aver analizzato simulazioni di supercomputer dell’evoluzione dell’universo. I ricercatori hanno detto che quando le galassie si formano rapidamente, si possono formare buchi neri molto massicci. In quelle rare galassie, la normale formazione stellare viene interrotta e la formazione del buco nero prende il sopravvento.
Lo studio ha anche scoperto che questi enormi buchi neri sono molto più comuni nell’universo di quanto si pensasse in precedenza. I primi enormi buchi neri nell’universo sono così intensi da poter raggiungere i telescopi attraverso l’intera distesa dell’universo.
Incredibilmente, la luce proveniente dai buchi neri più distanti ci sta viaggiando da oltre 13 miliardi di anni luce. Lo studio è apparso sulla rivista britannica Nature.
Come sfuggire ai buchi neri?
Nuove simulazioni guidate dal Department of Energy’s Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) e UC Berkeley, hanno unito teorie vecchie di decenni per fornire nuove informazioni sui meccanismi di guida nei getti al plasma. I quali consentono loro di rubare energia dai buchi neri. Potenti campi gravitazionali e spingono lontano dalle loro bocche spalancate.
Le simulazioni, per la prima volta, uniscono una teoria che spiega come le correnti elettriche attorno a un buco nero distorcono i campi magnetici formando getti. Con una teoria separata che spiega come le particelle che attraversano il punto di non ritorno di un buco nero – l’orizzonte degli eventi – possano apparire un osservatore distante che trasporta energia negativa e riduce l’energia rotazionale complessiva del buco nero.
È come mangiare uno spuntino che ti fa perdere calorie invece di acquistarle. Il buco nero in realtà perde massa a causa del risucchio di queste particelle di “energia negativa“.
Le simulazioni al computer hanno difficoltà a modellare tutta la fisica complessa coinvolta nel lancio del plasma-jet. La quale deve tenere conto della creazione di coppie di elettroni e positroni , il meccanismo di accelerazione per le particelle e l’emissione di luce nei jets.
Prafrey, autore principale dello studio, ha detto di aver capito che simulazioni più complesse per descrivere meglio i getti richiederebbero una combinazione di esperienza nella fisica del plasma e la teoria generale della relatività. “Ho pensato che sarebbe stato un buon momento per provare a riunire queste due cose“, ha affermato.”
Eseguite in un centro di supercalcolo presso il NASA Ames Research Center di Mountain View, in California, le simulazioni incorporano nuove tecniche numeriche che forniscono il primo modello di un plasma collisionale. Nel quale le collisioni tra particelle cariche non giocano un ruolo importante in presenza di un forte campo gravitazionale associato a un buco nero.
“Anche se non contribuisce necessariamente molto all’estrazione dell’energia di rotazione del buco nero“, ha detto Parfrey, “è forse direttamente collegato alle correnti elettriche che torcono i campi magnetici dei getti“.
Anche se più dettagliato di alcuni precedenti modelli, Parfrey ha notato che le simulazioni della sua squadra stanno ancora giocando con le osservazioni e sono idealizzate in alcuni modi per semplificare i calcoli necessari per eseguire le simulazioni.
Servono ulteriori studi
Il team intende modellare meglio il processo mediante il quale vengono create coppie elettrone-positrone in getti per studiare la distribuzione del plasma dei getti e la loro emissione di radiazioni in modo più realistico per il confronto con le osservazioni.
Progettano inoltre di ampliare l’ambito delle simulazioni per includere il flusso di materia sotto l’orizzonte degli eventi del buco nero, noto come flusso di accrescimento. “Speriamo di fornire un quadro più coerente dell’intero problema“, ha concluso.
Insomma, un nuovo pezzetto si unisce al contorto puzzle chiamato Buco nero.
