L’astronoma dell’ESO Suzanna Randall rivela come un esperimento pilota utilizzando telescopi parte della Event Horizon Telescope Collaboration (EHT) sia riuscito a ottenere le osservazioni di risoluzione più alta mai realizzate da terra. Grazie a queste osservazioni preliminari, la Collaborazione EHT stima che in futuro sarà in grado di creare immagini di buchi neri con una definizione maggiore del 50% rispetto a quanto fosse possibile in precedenza. Video disponibile su ESO.
Le prime immagini dirette di buchi neri sono state ottenute nel 2019 e nel 2022. Gli astronomi hanno utilizzato il telescopio Event Horizon, una rete di telescopi radio, che ha lavorato insieme per funzionare come un gigantesco telescopio delle dimensioni della terra. Sono possibili immagini dirette di buchi neri migliori? Questi scienziati dicono di sì. Hanno appena testato una nuova tecnica su galassie distanti e sostengono che lo stesso metodo può essere utilizzato per fotografare direttamente i buchi neri. Si aspettano un miglioramento del 50% nella chiarezza delle immagini dirette di buchi neri in futuro, grazie alla loro nuova metodologia. Queste immagini future dovrebbero aiutare a risolvere misteri di lunga data sui buchi neri, come come attraggono la materia e come lanciano i loro potenti getti.
Nel 2019 e nel 2022, la Collaborazione Event Horizon Telescope (EHT) ha rilasciato le prime immagini dirette di buchi neri. Hanno utilizzato una tecnica chiamata interferometria a lunghezza d’onda molto lunga (VLBI), collegando essenzialmente più telescopi radio in tutto il mondo per formare un gigantesco telescopio "delle dimensioni della Terra". Anche allora, la risoluzione possibile era limitata. Quindi questi scienziati hanno ora testato un nuovo approccio, utilizzando lunghezze d’onda di luce più corte. E, il 26 agosto 2024, hanno affermato che il loro nuovo metodo consentirà di ottenere immagini dirette di buchi neri con una risoluzione (chiarezza) superiore del 50% rispetto a prima. I ricercatori hanno utilizzato il telescopio ALMA in Cile e altre strutture per il loro test. Hanno pubblicato i loro risultati sottoposti a revisione paritaria nell’Astronomical Journal il 27 agosto 2024.
Le prime immagini dirette di buchi neri, nel 2019 e nel 2022, sono state emozionanti! Una mostrava il buco nero supermassiccio al centro della galassia M87, distante circa 54 milioni di anni luce. L’altra mostrava il buco nero supermassiccio Sgr A* al centro della nostra galassia, la Via Lattea. Queste immagini rappresentavano il limite esterno di ciò che i telescopi radio collegati potevano raggiungere all’epoca. Alexander Raymond del Jet Propulsion Laboratory della NASA in California ha spiegato:
Con l’EHT, abbiamo visto le prime immagini di buchi neri utilizzando osservazioni a lunghezza d’onda di 1,3 millimetri. Ma il luminoso anello che abbiamo visto, formato dalla luce piegata dalla gravità del buco nero, sembrava ancora sfocato perché eravamo ai limiti assoluti di quanto potessimo rendere nitide le immagini. Questa è un’immagine di luce polarizzata nelle vicinanze del buco nero supermassiccio al centro della galassia M87. La Collaborazione Event Horizon Telescope ha creato questa immagine nel 2019. Le linee indicano l’orientamento della luce polarizzata, che è direttamente correlata alle linee di campo magnetico del buco nero. Pertanto, per la prima volta, questa immagine mostra la "firma" dei campi magnetici attorno a un buco nero. Immagine tramite EHT/ESO.
L’Osservatorio Europeo Meridionale ha pubblicato per primo una nuova immagine del buco nero supermassiccio centrale della Via Lattea – chiamato Sgr A (pronunciato Sagittario A-stella) nel 2019. Nel marzo 2024, gli scienziati hanno realizzato questa immagine, che mostra Sgr A in luce polarizzata. La luce polarizzata consente agli astronomi di mappare le linee del campo magnetico di un buco nero. Immagine tramite Collaborazione EHT/ESO.
Questi astronomi credono che, con la loro nuova tecnica, saranno in grado di ottenere immagini migliorate dei buchi neri. Sperano di ottenere immagini circa il 50% più nitide rispetto a quelle del 2019 e nel 2022. Raymond ha dichiarato:
A 0,87 millimetri, le nostre immagini saranno più nitide e dettagliate. Di conseguenza, dovrebbero rivelare nuove proprietà dei buchi neri, sia quelle già previste che alcune che non lo erano. Visualizza immagine completa. | Simulazione al computer della Collaborazione Event Horizon Telescope (EHT) di come potrebbe apparire un’immagine nuova e migliorata di un buco nero alla lunghezza d’onda di 0,87 millimetri. Questi scienziati affermano che la loro nuova tecnica permetterà presto di produrre immagini dirette di buchi neri con una chiarezza superiore del 50% rispetto a ciò che è attualmente possibile. Immagine tramite ESO/ Christian M. Fromm/ Università Julius-Maximilian.
Visualizza immagini più grandi. | Confronto tra l’immagine precedente di un buco nero a 1,3 millimetri di lunghezza d’onda (sinistra) e quella a 0,87 millimetri (destra). Immagine tramite ESO/ Christian M. Fromm/ Università Julius-Maximilian.
Ma come funziona la nuova tecnica? I ricercatori l’hanno testata osservando galassie luminose e distanti alla lunghezza d’onda di 0,87 millimetri. Tuttavia, non hanno utilizzato tutta la gamma di telescopi come al solito. Invece, hanno incorporato due sottogruppi più piccoli, entrambi comprendenti ALMA e l’Atacama Pathfinder Experiment (APEX) nel deserto di Atacama in Cile. E ha funzionato! Hanno ottenuto le osservazioni di risoluzione più alta mai fatte dalla superficie della Terra, a 19 microarcosecondi (milionesimi di un secondo d’arco). Tuttavia, queste osservazioni iniziali non hanno prodotto immagini reali, poiché non c’erano abbastanza antenne di telescopi radio coinvolte per generare dati sufficienti. Saranno necessarie ulteriori antenne per costruire immagini effettive.
In definitiva, la tecnica consentirà agli astronomi di ottenere osservazioni con dettagli di fino a 13 microarcosecondi. Pertanto, utilizzando la nuova tecnica durante le osservazioni a una lunghezza d’onda di 0,87 millimetri, verranno prodotte immagini circa il 50% più nitide rispetto alle prime immagini precedenti. Inoltre, gli astronomi potrebbero anche essere in grado di vedere buchi neri più piccoli, più deboli e più distanti. Visualizza immagini più grandi. | Illustrazione artistica dei vari osservatori radio in tutto il mondo coinvolti nello studio della Collaborazione Event Horizon Telescope (EHT). Ha ottenuto le osservazioni di risoluzione più alta dalla superficie della Terra, rilevando la luce di galassie distanti a una lunghezza d’onda di 0,87 millimetri. Una galassia che emette segnali radio è raffigurata a destra. Immagine tramite ESO/ M. Kornmesser.
Il co-autore Thomas Krichbaum dell’Istituto Max Planck per l’Astrofisica Radio in Germania ha definito le nuove osservazioni rivoluzionarie:
Queste rilevazioni di segnali VLBI a 0,87 millimetri sono fondamentali poiché aprono una nuova finestra di osservazione per lo studio dei buchi neri supermassicci. In futuro, la combinazione dei telescopi IRAM in Spagna (IRAM-30m) e Francia (NOEMA) con ALMA e APEX consentirà di ottenere immagini di emissioni ancora più piccole e deboli di quanto sia stato possibile finora a due lunghezze d’onda, 1,3 millimetri e 0,87 millimetri, simultaneamente.
Sheperd Doeleman, un altro co-autore e Direttore Fondatore dell’EHT, ha aggiunto:
Osservare le variazioni nel gas circostante a diverse lunghezze d’onda ci aiuterà a risolvere il mistero di come i buchi neri attraggono e accrescono materia e di come possano lanciare potenti getti che si estendono su distanze galattiche. Considera il numero straordinario di dettagli che si ottiene passando da foto in bianco e nero a foto a colori. Questa nuova "visione a colori" ci consente di svelare gli effetti della gravità di Einstein rispetto al gas caldo e ai campi magnetici che alimentano i buchi neri.
In sintesi: Gli astronomi della Collaborazione Event Horizon Telescope hanno sviluppato una nuova tecnica che produrrà immagini di buchi neri con una risoluzione superiore del 50%.
Fonte: Prime Rilevazioni di Interferometria a Lunghezza d’Onda Molto Lunga a 870 μm
Via Event Horizon Telescope
Via ESO
Leggi di più: Gli astronomi rilasciano la prima vera immagine di un buco nero
Leggi di più: Il buco nero della Via Lattea visto finalmente!