Cosa sono i buchi neri? Le 4 cose da sapere

La scienza ha raggiunto un traguardo storico: per la prima volta, il mondo ha potuto osservare l’immagine di un buco nero, l’oggetto più misterioso e allo stesso tempo affascinante dell’universo. L’istantanea è stata possibile grazie al progetto Event Horizon Telescope, che combina i dati raccolti da otto telescopi, i quali sono riusciti a catturare il buco nero situato al centro della galassia M87, che si trova a circa 53 milioni di anni luce dalla Terra. Se la cosiddetta “foto del millennio” darà la possibilità di studiare in modo più approfondito questo oggetto cosmico, ecco alcune nozioni spiegate dall'Inaf da conoscere per capire meglio cosa sono i buchi neri (La Teoria di Einstein che ci ha fatto immaginare i buchi neri).

Cosa sono e come si formano i buchi neri

Un buco nero è una regione dello spaziotempo dalla quale nulla, compresa la luce, può sfuggire, a causa di un fortissimo campo gravitazionale. Di per sé, il nome potrebbe trarre in inganno: i buchi neri non sono infatti vuoti, bensì presentano una quantità di materia talmente densa da dare vita all’immensa forza di gravità dalla quale sono caratterizzati. Stando alle conoscenze attuali, un buco nero dovrebbe formarsi in seguito al collasso gravitazionale di stelle particolarmente massicce.

Tutti i tipi di buchi neri

La classificazione dei buchi neri dipende essenzialmente dalla loro massa, che li fa rientrare in quattro categorie: si può parlare di micro buco nero, di buco nero stellare, di massa intermedia o supermassiccio, come nel caso di quello immortalato al centro della galassia M87. Si pensa che buchi neri di quest’ultimo tipo, con la massa più grande in assoluto, siano presenti nel mezzo di tutte le galassie, compresa la Via Lattea che infatti possiede Sagittarius A*.

La velocità di fuga

In un buco nero, la velocità di fuga indica la velocità minima che un oggetto posto ad una certa distanza deve avere per poter sfuggire all’oggetto cosmico, senza essere catturato dal campo gravitazionale. Questa caratteristica è legata alla massa e al raggio del corpo celeste che tenta di scappare: la velocità di fuga aumenterà proporzionalmente con il crescere del campo gravitazionale generato.

L’orizzonte degli eventi

Secondo Luciano Rezzolla, direttore dell'Istituto di Fisica Teorica di Francoforte, l’orizzonte degli eventi è un aspetto del buco nero non osservabile poiché “assorbe tutta la luce”. Si tratta infatti di una superficie immaginaria nella quale velocità della luce e velocità di fuga sarebbero uguali in ogni punto. Il concetto è stato previsto dalla teoria della relatività generale di Einstein: qualunque cosa accada dentro questa regione risulterebbe invisibile a un osservatore esterno. Se un raggio di luce passasse in prossimità dell’orizzonte degli eventi verrebbe ‘piegato’ a causa dell’attrazione gravitazionale del buco nero, pur riuscendo a proseguire nel proprio cammino. Non è un caso quindi che la rete di telescopi EHT abbia permesso di osservare l’ombra di un buco nero, ovvero "quella regione di assenza di luce che è tale in quanto la luce al suo interno viene assorbita dall'orizzonte degli eventi”, come ha spiegato Rezzolla.