Grazie alla collaborazione fra i telescopi ALMA ed EHT, abbiamo le osservazioni astronomiche più nitide della storia dei buchi neri.
La collaborazione internazionale Event Horizon Telescope (EHT) ha compiuto un passo avanti significativo nell’osservazione dei buchi neri. Gli scienziati hanno sfruttato nuove tecniche che promettono immagini molto più dettagliate di questi enigmatici oggetti cosmici. Utilizzando l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e altre strutture all’avanguardia, l’EHT ha raggiunto la risoluzione più alta mai ottenuta dalla superficie terrestre, osservando la luce emessa da galassie distanti a una frequenza di circa 345 GHz, corrispondente a una lunghezza d’onda di 0,87 mm.
Le nuove osservazioni, parte di un esperimento pilota, sono state recentemente pubblicate sul The Astronomical Journal. Secondo i ricercatori, questo sviluppo consentirà di ottenere immagini dei buchi neri con una risoluzione superiore del 50% rispetto a quelle ottenute in precedenza. Queste immagini potrebbero offrire una visione più nitida delle regioni immediatamente al di fuori dell’orizzonte degli eventi dei buchi neri supermassicci vicini, permettendo anche l’osservazione di buchi neri più distanti e meno massicci.
Le storiche immagini dei buchi neri
La collaborazione EHT è già nota per aver prodotto le prime immagini storiche di un buco nero, quello al centro della galassia M87, nel 2019, e di Sgr A*, il buco nero al centro della Via Lattea, nel 2022. Queste immagini sono state ottenute grazie alla tecnica dell’interferometria a base molto lunga (VLBI, “very long baseline interferometry”), che permette di collegare diversi radiotelescopi sparsi per il pianeta per formare un unico telescopio virtuale delle dimensioni della Terra.
Tuttavia, per ottenere immagini ancora più nitide, era necessario un nuovo approccio. La risoluzione di un telescopio può essere aumentata osservando la luce a lunghezze d’onda più corte. È proprio quello che ha fatto la collaborazione EHT con le sue recenti osservazioni a 0,87 mm. “Con l’EHT, abbiamo visto le prime immagini di buchi neri utilizzando osservazioni a lunghezza d’onda di 1,3 mm, ma l’anello luminoso, formato dalla luce che si piega a causa della gravità del buco nero, sembrava ancora sfocato perché eravamo ai limiti assoluti della possibilità di rendere nitide le immagini”, ha spiegato Alexander Raymond, co-responsabile dello studio.
Dettagli mai visti
Per dimostrare la fattibilità delle osservazioni a 0,87 mm, la collaborazione ha condotto test su galassie distanti utilizzando due sotto-schiere di telescopi, che comprendevano sia ALMA che l’Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) in Cile. Questi test hanno permesso di ottenere dettagli fino a 19 microarcosecondi, la massima risoluzione mai raggiunta dalla superficie terrestre. Tuttavia, per il momento, non è stato possibile ricostruire immagini dettagliate, poiché non sono state utilizzate abbastanza antenne.
Nonostante le difficoltà tecniche, questo esperimento rappresenta un importante progresso nel campo dell’astronomia. In futuro, l’EHT potrebbe raggiungere una risoluzione di 13 microarcosecondi, permettendo di vedere dettagli piccolissimi come un tappo di bottiglia sulla Luna, dalla Terra. “Osservare i cambiamenti nel gas circostante a diverse lunghezze d’onda ci aiuterà a risolvere il mistero di come i buchi neri attraggono e accumulano materia e di come possono lanciare potenti getti su distanze galattiche”, ha dichiarato Sheperd Doeleman, direttore fondatore dell’EHT e co-responsabile dello studio.
Le prossime sfide da affrontare
La capacità di osservare il cielo a 0,87 mm non è una novità, ma l’applicazione della tecnica VLBI a questa lunghezza d’onda ha sempre presentato sfide tecniche significative. L’atmosfera terrestre, infatti, assorbe le onde luminose a 0,87 mm molto più efficacemente rispetto a quelle a 1,3 mm, complicando la ricezione dei segnali da parte dei radiotelescopi. Nonostante queste difficoltà, i recenti progressi tecnologici hanno permesso di superare queste barriere, aprendo una nuova finestra per lo studio dei buchi neri supermassicci.
“I segnali VLBI osservati a 0,87 mm sono rivoluzionari poiché aprono nuove possibilità di osservazione dei buchi neri supermassicci”. Lo ha detto Thomas Krichbaum, coautore dello studio e ricercatore presso il Max Planck Institute for Radio Astronomy in Germania. In futuro, la combinazione dei telescopi IRAM in Spagna e Francia con ALMA e APEX consentirà di ottenere immagini di emissioni ancora più piccole e deboli, a due lunghezze d’onda, 1,3 mm e 0,87 mm, simultaneamente. Ci porterà a una comprensione ancora più approfondita di questi oggetti straordinari.
