Il buco nero e la stella danzante: Einstein aveva ragione (di nuovo)
Gli astronomi hanno rilevato una stella danzare intorno a un buco nero: ciò dimostra che la teoria della relatività di Einstein era giusta
La CNN ha annunciato che, per la prima volta, gli astronomi hanno osservato una stella orbitare attorno a un buco nero supermassiccio, al centro della Via Lattea, seguendo il ritmo previsto dalla teoria generale della relatività di Albert Einstein. Lo studio è stato pubblicato giovedì 16 aprile dal periodico Astronomy & Astrophysics.
Gli astronomi hanno analizzato la stella utilizzando il Very Large Telescope dell’Osservatorio europeo australe, situato nel deserto di Atacama, in Cile. Gli esperti hanno osservato che l’orbita dell’astro ha la forma di una coccarda.
ESO's Very Large Telescope has observed for the first time a star dancing around the supermassive black hole at the centre of the Milky Way, as predicted by Einstein’s theory of general relativity.
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— ESO (@ESO) April 16, 2020
La teoria della gravità di Isaac Newton suggeriva che l’orbita sarebbe stata ellittica, ma non è così. Invece, la forma a coccarda sostiene la teoria della relatività di Einstein. “La relatività generale di Einstein afferma che le orbite di un oggetto intorno ad un altro non sono chiuse, come afferma la relatività newtoniana, ma procedono in precessione sul piano del movimento” ha dichiarato Reinhard Genzel, direttore dell’Istituto di Fisica Extraterrestre Max Planck, in Germania. L’uomo è anche alla guida di un progetto che ha dimostrato tale risultato. L’iniziativa aveva come obiettivo aumentare la precisione delle misurazioni in un periodo di oltre 30 anni.
“Questo famoso effetto, rilevato per la prima volta nell’orbita di Mercurio intorno al sole, è stato la prima prova a favore della relatività generale”, ha affermato Genzel. “Cento anni dopo, abbiamo rilevato lo stesso effetto nel movimento di una stella che orbita la fonte radio compatta Sagittarius A*, al centro della Via Lattea. Questa scoperta osservazionale rafforza la prova che Sagittarius A* sia un buco nero supermassiccio ampio 4 milioni di volte la massa del sole”.
Sagittarius A*, il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, dista 26.000 anni luce dal sole.
Il nostro sistema solare esiste al limitare di una delle braccia a spirale della Via Lattea. Intorno al buco nero, è possibile trovare delle stelle dense. Una di loro, nota come S2 in questa osservazione, è quella che passa a meno di 20 miliardi di chilometri dal buco nero. È una delle stelle che vi orbitano più vicino, e in quei momenti si muove a circa il 3% della velocità della luce. Per completare l’orbita attorno al buco nero, sono necessari 16 anni terreni.
“Dopo aver seguito la stella e la sua orbita per più di 25 anni, i nostri calcoli hanno fortemente rilevato la precessione di Schwarzchild della S2 nel suo percorso attorno a Sagittarius A*”, ha dichiarato Stefan Gillessen, che ha guidato l’analisi dei calcoli all’istituto Max Planck.
In genere, le orbite non sono mai dei cerchi perfetti. Gli oggetti si avvicinano o si allontanano durante la rotazione. L’approccio più vicino della S2 al buco nero cambia ogni volta, il che aiuta nella creazione della forma a coccarda. E la teoria della relatività generale predice di quanto tale orbita cambia.
La teoria ha altresì permesso di comprendere meglio l’area generale al centro della nostra galassia.
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— ESO (@ESO) April 15, 2020
In generale, questa porzione di spazio è difficile da vedere dalla nostra distanza, in quanto è oscurata da gas e polveri. La scoperta è stata possibile grazie a una serie di osservazioni della stella in un periodo pari a 27 anni. In precedenza, lo stesso team aveva anche riportato il modo in cui la luce della stella si allunga quando si avvicina al buco nero.
“I nostri risultati precedenti hanno dimostrato che la luce emessa dalla stella è influenzata dalla relatività generale. Adesso abbiamo dimostrato che la stella stessa percepisce gli effetti della relatività generale”, ha dichiarato Paulo Garcia, coautore dello studio e ricercatore al Centre for Astrophysics and Gravitation del Portogallo.
I telescopi del futuro, come l’Extremely Large Telescope dell’Osservatorio europeo australe, permetteranno l’osservazione di stelle più fievoli che si muovono anche più vicino al buco nero.
“Se saremo fortunati, potremmo catturare le stelle abbastanza vicine al buco nero da sentirne effettivamente la rotazione, il movimento” ha affermato Andrea Eckart. Lo studioso è coautore dello studio e scienziato capo del progetto dell’Università di Colonia, in Germania. “Sarebbe un ulteriore modo, completamente diverso, di testare la relatività”.
Traduzione di Chiara Romano da CNN.com
