Come nasce un buco nero: l’ESA indaga sui misteriosi cuori delle galassie

Siamo da sempre affascinati dalla forza dirompente ed immensa dei buchi neri, dal pensiero di cosa possa nascondersi al dilla dell’orizzonte degli eventi. Abbiamo seguito le scoperte più recenti e talvolta immaginato cosa vi fosse nell’oscuro cuore di un buco nero. E tra le tante domande che ancora sono senza risposta ve ne è una a cui l’ESA (European Space Agency) sembra intenzionata a dare una risposta: Come si sono formati i buchi neri supermassicci che si trovano al centro delle galassie?

Questi giganti cosmici, con masse anche di miliardi di volte più grandi del Sole, si trovano al centro delle galassie più massicce dell’Universo. Abbiamo impiegato 100 anni per vedere la prima foto reale di un buco nero e non sappiamo come si siano formati e perché abbiano iniziato ad assorbire violentemente la materia che li circonda. Un evento di tale portata che è in grado di trasformare le galassie in nuclei galattici attivi, o quasar.

ATHENA e LISA: l’indagine sulla nascita di un buco nero

Per cercare di sciogliere questi misteri attorno ai buchi neri supermassicci, l’ESA lancerà nel 2030 due progetti grandiosi, attualmente ancora in fase di studio: ATHENA (Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics) e LISA (Laser Interferometer Space Antenna).

ATHENA osserverà le emissioni a raggi X emesse dalla materia incandescente attorno ai buchi neri. Mentre LISA sarà in grado di rilevare le onde gravitazionali. Maggiore interesse nella ricerca sarà posto sui buchi neri più lontani, ovvero quelli formatesi nelle prime centinaia di milioni di anni della storia del cosmo.

Ma ciò di cui i ricercatori sono a caccia è un evento mai studiato fino ad oggi: lo scontro tra due buchi neri supermassicci, un evento cosmico di potenza inaudita mai osservato fino ad ora sia nei raggi X che nelle onde gravitazionali. Attraverso la combinazione di ATHENA e LISA, questo evento potrebbe finalmente essere osservato.

Uno studio combinato per osservare “in diretta” lo scontro tra due buchi neri supermassicci

Fino ad ora, grazie a LIGO e Virgo, ci eravamo limitati a registrare le onde gravitazionali ad alta frequenza emesse dallo scontro tra buchi neri di dimensioni più piccole. Ma LISA potrebbe essere in grado di captare le onde gravitazionali a frequenza bassa, emesse dallo scontro di due buchi neri supermassicci.

Quando nel 2017 fu osservata la prima fusione tra un buco nero ed una stella di neutrini, le radiazioni emesse furono anche nello spettro elettromagnetico, per questo furono registrate da molti telescopi spaziali e terrestri. Ora queste informazioni potrebbero essere combinate, grazie a LISA ed ATHENA, anche con le analisi nelle onde gravitazionali a bassa frequenza e nei raggi X.

Lo studio delle simulazioni e l’analisi combinata su più piani potrebbe permetterci di individuare la fusione tra due buchi neri supermassicci all’inizio del processo, grazie a LISA. In questo modo gli scienziati saranno in grado di capire esattamente dove puntare ATHENA prima che la fusione sia completata.

In questo modo potremmo assistere, nel momento vero e proprio della fusione, alla nascita di una nuova sorgente di raggi X e, chissà, forse alla nascita di un nucleo galattico attivo. Sarebbero registrati getti di particelle ad alta energia lanciati quasi alla velocità della luce dal buco nero appena formato.