Ciò che per oltre un secolo è rimasto confinato nei manuali di fisica e nelle aule accademiche ha finalmente trovato riscontro nella realtà osservabile. I ricercatori hanno documentato la presenza di un vortice nello spazio-tempo generato da un buco nero, proprio come Albert Einstein aveva anticipato nelle sue equazioni. La scoperta non è frutto di un esperimento pianificato, ma dell’osservazione di un evento drammatico: l’annientamento di una stella.
L’episodio ha avuto inizio quando un astro si è avvicinato eccessivamente a un buco nero di massa straordinaria. Le conseguenze sono state devastanti: la forza gravitazionale ha dilaniato la stella, riducendola a un torrente di materia rovente. Questo fenomeno catastrofico viene definito distruzione mareale, in terminologia scientifica tidal disruption event. L’evento in questione è stato catalogato come AT2020afhd.
Successivamente alla disgregazione, i resti stellari non svaniscono immediatamente. Al contrario, si aggregano formando un anello brillante che orbita attorno al buco nero, mentre una porzione della materia viene proiettata nello spazio attraverso getti ad altissima energia, con velocità prossime a quelle della luce. Si tratta di una configurazione turbolenta e dinamica, ma proprio per questo estremamente informativa.
I ricercatori hanno identificato un’anomalia significativa: l’emissione luminosa nei raggi X mostrava fluttuazioni periodiche, con un intervallo di circa 19,6 giorni. Successivamente, anche le rilevazioni nelle frequenze radio hanno evidenziato la medesima cadenza. Non si trattava di una coincidenza. Le oscillazioni erano sincronizzate, suggerendo che l’intero sistema stesse compiendo un movimento precessionale.
Quel movimento non coinvolgeva solamente la materia circostante. Interessava la struttura stessa dello spazio-tempo.
Il buco nero che distorce la realtà e genera un mulinello invisibile
Secondo i principi della relatività generale, un corpo dotato di massa enorme che ruota non si limita ad esercitare attrazione gravitazionale. Va oltre: distorce il tessuto spazio-temporale, piegandolo. Questo fenomeno prende il nome di precessione di Lense-Thirring ed è stato formulato teoricamente più di cento anni fa, ma mai rilevato con tale nitidezza nelle vicinanze di un buco nero.
Sostanzialmente, il buco nero si comporta come una gigantesca trottola cosmica. Durante la rotazione, genera una sorta di mulinello invisibile che obbliga l’anello di materia e i getti energetici a modificare progressivamente il proprio asse. Quando l’anello si inclina, varia l’intensità della radiazione X che percepiamo dal nostro pianeta. Quando il getto si sposta, anche il segnale radio subisce variazioni. Ogni elemento segue lo stesso schema, la stessa periodicità.
Cosimo Inserra, scienziato dell’Università di Cardiff e collaboratore della ricerca, ha sottolineato che questa rilevazione costituisce l’evidenza più solida mai raccolta del trascinamento dello spazio-tempo operato da un buco nero. Un dono straordinario per la scienza fisica.
Per giungere a tale conclusione, il gruppo di ricerca ha combinato le informazioni provenienti dal telescopio spaziale Swift della NASA, dedicato all’osservazione dei raggi X, con quelle del Very Large Array, uno degli strumenti radioastronomici più avanzati esistenti. In precedenza, fenomeni analoghi non erano stati monitorati sufficientemente a lungo nelle frequenze radio, permettendo al fenomeno di passare inosservato.
L’importanza di questa rilevazione oltre la conferma teorica
L’importanza di questa osservazione trascende la semplice validazione delle previsioni einsteiniane. Esaminando i dati raccolti, gli astronomi hanno rilevato che il buco nero protagonista non presenta una rotazione particolarmente elevata. Un elemento rilevante, poiché sfida l’ipotesi secondo cui soltanto i buchi neri con rotazione rapida possano generare getti tanto potenti.
Esiste inoltre un ulteriore elemento di rilievo. Gli eventi di distruzione mareale hanno durata limitata a mesi, non epoche cosmiche. Ciò consente, per la prima volta, di studiare l’evoluzione di un sistema dominato da un buco nero praticamente in diretta. Secondo gli studiosi, in futuro sarà sufficiente individuare oscillazioni regolari nei raggi X per comprendere quando sia opportuno attivare immediatamente anche le osservazioni radio.
AT2020afhd ha convertito una predizione teorica in un dato empirico. Ha dimostrato che un buco nero può effettivamente trascinare lo spazio-tempo circostante, come se la realtà fosse un materiale malleabile. E ci rammenta che frequentemente le scoperte più significative emergono nei momenti di distruzione, quando una stella perisce e, involontariamente, svela uno dei misteri più profondi del cosmo.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Science Advances.
Fonte: Science Advances