I buchi neri by Alessandro Marconi

autore:Alessandro Marconi [Marconi, Alessandro]
La lingua: ita
Format: epub
Tags: La cultura scientifica, Farsi un'idea
ISBN: 9788815353061
editore: Società editrice il Mulino, Spa
pubblicato: 2019-03-13T23:00:00+00:00

I moti propri delle stelle attorno a Sagittario A*

Le osservazioni nella banda radio ci hanno consegnato indicazioni dell’esistenza di un corpo molto massiccio nel centro galattico, sufficientemente compatto da essere un ottimo candidato buco nero. L’emissione radio di Sgr A* potrebbe essere quella di un buco nero ma potrebbe anche essere associata a stelle o a resti di stelle. Dobbiamo adesso capire se si tratta di un oggetto oscuro, ovvero non associabile a stelle, e quanto sia la sua massa. Per osservare le stelle, dovremo andare nel vicino infrarosso, data l’estinzione da polvere vista prima.

Se un eventuale buco nero avesse una massa di 107 M⊙, il suo raggio di Schwarzschild corrisponderebbe a soli 10–6 pc, appena 0,02 mas (millisecondi d’arco) per una distanza del centro galattico di 8,3 kpc! È chiaro che dobbiamo cercare di osservare alla più alta risoluzione spaziale possibile; purtroppo nel vicino infrarosso siamo limitati dall’atmosfera che, per nostra fortuna, ci circonda. L’atmosfera si comporta come una lente per la radiazione proveniente dalle sorgenti cosmiche. Purtroppo, la turbolenza atmosferica fa sì che questa lente cambi continuamente su scale temporali di qualche millisecondo. Su queste stesse scale di tempo l’immagine di una stella si muove sul piano focale con l’effetto finale di sfocare l’immagine. Per fare un esempio concreto, in assenza dell’atmosfera, l’immagine di una stella ottenuta con un telescopio da 8 metri avrebbe dimensioni di circa 0,06 secondi d’arco a una lunghezza d’onda di 2 micron; questo è il limite di diffrazione del telescopio che abbiamo già incontrato nel terzo capitolo. La presenza dell’atmosfera fa sì che l’immagine di una stella possa assumere dimensioni ben superiori al secondo d’arco, ovvero oltre 20 volte più grandi rispetto al limite di diffrazione. La dimensione osservata di una stella in questi casi prende il nome di seeing. Nei migliori osservatori, in condizioni atmosferiche favorevoli, si riescono a ottenere osservazioni con seeing fino a 0,4 secondi d’arco, però questo accade raramente e valori più comuni sono intorno a 1 secondo d’arco.

Uno degli sviluppi tecnologici più notevoli degli ultimi vent’anni è stato quello che ha portato alle ottiche adattive: in pratica, osservando una o più stelle di guida, si riesce a capire quali siano le distorsioni indotte dall’atmosfera sull’immagine della sorgente astronomica che vogliamo ottenere. A questo punto il computer che analizza le osservazioni fa deformare uno specchio che corregge queste distorsioni indotte dall’atmosfera e permette di ottenere un’immagine prossima al limite di diffrazione. Ovviamente il tutto deve avvenire in tempi scala inferiori alle variazioni atmosferiche, ovvero in tempi dell’ordine del millisecondo. Questa tecnologia avanzatissima permette di ottenere immagini «a fuoco» con qualità molto vicina al limite teorico del telescopio. E, come si può ben capire, l’utilizzo delle ottiche adattive è stato cruciale nello studio del centro galattico e nella ricerca del buco nero che in esso si trova. Nella figura 6 dell’inserto a colori mostriamo come sia possibile migliorare la qualità delle immagini, grazie alle ottiche adattive. Immagini come quella della figura sono state ottenute con l’ausilio delle ottiche adattive al

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