Ecco com'è (e come si vedrebbe) un "buco nero"

In questa illustrazione di un artista, sono rappresentati i venti turbolenti di  gas intorno ad un buco nero. Alcuni dei gassono a spirale verso l'interno del buco nero, ma un'altra parte è spazzata via. Un buco nero è un luogo in uno spazio dove la gravità è così forte che persino la luce non può uscire e la materia è  premuta in un piccolo spazio. Questo può accadere quando una stella sta morendo. Poiché nessuna luce può uscire, si possono "vedere" vedere i buchi neri che in realtà invisibili. Solo i telescopi spaziali con strumenti speciali possono aiutare a trovarli e notare come le stelle che sono molto vicine a buchi neri si comportano in modo diverso rispetto alle altre stelle. Quanto sono grandi i buchi neri? I buchi neri possono essere grandi o piccoli. Gli scienziati pensano che i piccoli buchi neri sono più piccoli di un atomo. Questi buchi neri sono molto piccoli, ma hanno la massa di una grande montagna. La massa è la quantità di materia in un oggetto. 

L'omicidio di una stella (da parte di un buco nero)

Questa immagine simulata al computer mostra il gas espulso da una stella che viene squarciata mentre cade in un buco nero. Alcuni dei gas vengono espulsi ad alta velocità nello spazio, altri precipitano nel buco. Usando osservazioni da telescopi nello spazio e sulla terra, gli astronomi hanno avuto la prova più diretta di questo processo violento: un buco nero supermassiccio tritura una stella che vagava troppo vicino. Il satellite orbitante NASA Galaxy Evolution Explorer (GALEX) e il telescopio Pan-STARRS1 sulla cima del monte Haleakala nelle Hawaii sono stati usati per aiutare a identificare i resti stellari. Quando la stella viene lacerata, parte del materiale cade nel buco nero, mentre il resto viene espulso ad alta velocità. Questo scenario dà dettagli senza precedenti sulla vittima stellare. La galassia dove il buco nero supermassiccio ha sfondato la stella di passaggio,  nota come PS1-10jh,  si trova a circa 2,7 miliardi di anni luce dalla Terra. Gli astronomi stimano che il buco nero abbia una massa di diversi milioni di soli, che è paragonabile al buco nero supermassiccio nella nostra galassia Via Lattea. 

Credit: NASA, S. Gezari (Johns Hopkins University), e J. Guillochon (University of California, Santa Cruz)

Questo "buco nero" è 70 milioni di volte più massiccio del sole

Al centro della galassia a spirale M81 c'è un buco nero circa 70 milioni di volte più massiccio del nostro sole. Uno studio utilizzando i dati del telescopio spaziale Chandra e telescopi terrestri, combinati con modelli teorici dettagliati, indica che il buco nero supermassiccio in M81 si alimenta proprio come i buchi neri di massa stellare, con masse  una decina di volte quella del sole. Questa scoperta supporta la teoria della relatività di Einstein la quale afferma che i buchi neri di tutte le dimensioni hanno proprietà simili.

 Credit: X-ray: NASA / CXC / Wisconsin / D.Pooley & CFA / A.Zezas; Optical: NASA / ESA / CFA / A.Zezas; UV: NASA / JPL-Caltech / CfA / J.Huchra et al .; IR: NASA / JPL-Caltech / CfA

Quel buco nero nella Via Lattea esaminato ai raggi X

DALLO SPAZIO - Il centro della Via Lattea, con il buco nero supermassiccio Sagittarius A * (Sgr A *), che si trova nel mezzo, si rivela in queste immagini. Gli astronomi hanno utilizzato l’osservatorio dotato di raggi X Chandra della NASA  per fare un passo importante nella comprensione del perché il materiale intorno a Sgr A * è straordinariamente debole all’esame degli stessi raggi-X. La grande immagine contiene i raggi X da Chandra in blu e le emissioni infrarosso dal telescopio spaziale Hubble in rosso e giallo. La finestra mostra una vista ravvicinata di Sgr A * solo in raggi X, che copre una regione di mezzo anno luce di larghezza. L'emissione di raggi X diffuso è dia gas caldo catturato dal buco nero che lo tira verso l'interno. Questo gas caldo proviene da venti prodotti da una distribuzione a forma di disco di giovani stelle notate nelle osservazioni all'infrarosso. Questi nuovi risultati sono il frutto di una delle più grandi campagne mai eseguite da Chandra. Nel corso del 2012, Chandra ha raccolto circa cinque settimane di osservazioni per catturare immagini a raggi X senza precedenti  di energia gassosa di svariati milioni vorticoso attorno Sgr A *, il buco nero con una massa di  circa 4 milioni di volte quella del sole. A soli 26 mila anni luce dalla Terra, Sgr A * è uno dei pochissimi buchi neri nell'universo in cui possiamo effettivamente testimoniare il flusso di materia vicina. Gli autori ne deducono che meno dell'1% del materiale inizialmente all'interno dell’influenza gravitazionale del buco nero raggiunge  il punto di non ritorno, perché gran parte di essa viene espulsa. Di conseguenza, l'emissione di raggi X dal materiale vicino Sgr A * è straordinariamente debole, come quella della maggior parte dei buchi neri giganti delle galassie nell'Universo vicino.    Il materiale catturato deve perdere calore prima di essere in grado di immergersi nel buco nero. L'espulsione di materia permette che questa perdita si verifichi. Questo lavoro sarà utile per comprendere l'impatto che intorno alle stelle le nubi di gas potrebbero avere con la materia che scorre verso o lontano dal buco nero.

Quel buco nero supermassiccio a 850 milioni di anni luce dalla Terra

Questa immagine composita di una galassia illustra come l'intensa gravità di un buco nero supermassiccio può essere sfruttata per generare una energia immensa. L'immagine contiene dati a raggi X provenienti dal Chandra X-ray Observatory della NASA (blu), la luce ottica ottenuta con il telescopio spaziale Hubble (oro) e le onde radio dal Very Large Array del NSF (rosa). Questo punto di vista mostra 4C 29,30, una galassia situata circa 850 milioni di anni luce dalla Terra. L'emissione radio proviene da due getti di particelle che stanno accelerando a milioni di miglia all'ora di distanza da un buco nero supermassiccio al centro della galassia. La massa stimata del buco nero è di circa 100 milioni di volte la massa del nostro sole. Le estremità che mostrano grandi aree di emissione radio si trovano al di fuori della galassia. I dati a raggi X mostrano un aspetto diverso di questa galassia, tracciando il percorso del gas caldo. I raggi X nel centro dell'immagine segnano un pool di gas a milioni di gradi attorno al buco nero. Una parte di questo materiale può eventualmente essere inghiotttito da un buco nero, e il vortice di gas  potrebbe a sua volta innescare una maggiore uscita di raggi X. La maggior parte dei raggi X dalle vicinanze del buco nero viene assorbita dalla polvere e probabilmente è la forma di una ciambella gigante attorno al buco nero. Questa ciambella  blocca tutta la luce ottica prodotta vicino al buco nero: così gli astronomi si riferiscono a questo tipo di fonte, come un buco nero nascosto o sepolto. NASA

LA FOTO DELLA SETTIMANA Quel "buco nero" che costruisce una galassia

L’AJA - Una rapida rotazione di un buco nero è stato trovato nel cuore di una galassia a spirale da dell'ESA XMM-Newton e dall’osservatorio spaziale della NASA ciò apre una nuova finestra sul modo in cui le galassie crescono. I buchi neri supermassicci si pensa che si nascondano al centro di quasi tutte le galassie di grandi dimensioni e gli scienziati ritengono che l'evoluzione di una galassia è strettamente legata con l'evoluzione del suo buco nero che accumula la materia. (ESA)

Ecco W49B, il buco nero più "giovane" della Via Lattea

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l resto di supernova molto distorta mostrato in questa immagine potrebbe contenere il buco nero più recente formato nella galassia della Via Lattea. L'immagine combina raggi X del’X-ray Observatory Chandra della NASA  in blu e verde, i dati radio dal Very Large Array della NSF in rosa, e dati a infrarossi dal Caltech Palomar Observatory in giallo. Il resto, chiamato W49B, è vecchio di circa un migliaio di anni, come si è visto dalla Terra, e si trova ad una distanza di circa 26.000 anni luce di distanza. Le esplosioni di supernova che distruggono le stelle di grande massa sono generalmente simmetriche, con il materiale stellare che salta via più o meno uniformemente in tutte le direzioni. Tuttavia, nel supernova W49B, il materiale vicino ai poli della stella rotante condannata stato espulso ad una velocità molto superiore al materiale provenienti dal suo equatore. Tracciando la distribuzione e la quantità di elementi differenti nel campo di detriti stellare, i ricercatori sono stati in grado di confrontare i dati di Chandra a modelli teorici di come l'esplosione di una stella. Per esempio, hanno trovato ferro solo in metà del residuo mentre altri elementi quali zolfo e silicone sono stati sparsi.  Gli autori hanno anche esaminato che tipo di oggetto compatto della supernova sia stato lasciato alle spalle. Il più delle volte, le stelle massicce che collassano in supernovae lasciano un nucleo denso di filatura chiamato stella di neutroni. Gli astronomi possono spesso rilevare queste stelle di neutroni attraverso il loro X-ray o impulsi radio, anche se a volte una sorgente di raggi X si vede senza pulsazioni. Una ricerca attenta dei dati di Chandra non hanno rivelato alcuna prova di una stella di neutroni, il che implica un oggetto ancora più esotico potrebbe essersi formato nell'esplosione, cioè un buco nero. Questo può essere il più giovane buco nero formato nella galassia della Via Lattea, con un'età di soli circa un migliaio di anni, come si vede dalla Terra (cioè, escluso il tempo di viaggio della luce). Un noto esempio di un resto di supernova nella nostra galassia che contiene probabilmente un buco nero è SS433. Questo residuo probabilmente ha un'età compresa tra i 17.000 e 21.000 anni, come si è visto dalla Terra, il che lo rende molto più vecchio di W49B. I nuovi risultati su W49B, che si basavano osservazioni di due anni e mezzo di tempo tramite Chandra

, appaiono in un articolo del 10 febbraio 2013 numero della rivista Astrophysical. Gli autori del documento sono Laura Lopez, pdel  Massachusetts Institute of Technology (MIT), Enrico Ramirez-Ruiz dell'Università di California a Santa Cruz, Daniel Castro, anche lui del MIT, e di Sarah Pearson dell'Università di Copenaghen.