Serata al Liceo di Lugo - VENERDI' 10 MAGGIO - BUCHI NERI: ESISTONO DAVVERO?

Non mancate al ottavo (ed ultimo appuntamento) della Stagione 2018-2019 delle SERANTARES !

VENERDI' 10 MAGGIO
Serata presso il Liceo di Lugo
Viale - Degli Orsini, 6

BUCHI NERI:
ESISTONO DAVVERO?

INGRESSO LIBERO !

diffondete e partecipate, invitate gli amici !

Individuato un sistema binario di buchi neri!

Da tempo è noto che al centro delle galassie sono ospitati buchi neri supermassicci di massa pari a milioni, se non miliardi, di masse solari. La presenza dei buchi neri ha conseguenze rilevanti sull'evoluzione delle galassie: anzi pare esistere una relazione tra la massa del buco nero centrale e la massa del bulge della galassia. La presenza di un buco nero si manifesta grazie all'intensa radiazione emessa dalla materia che, risucchiata dall'intensa forza gravitazionale, precipita sul buco nero lungo un percorso a spirale. L'emissione ha caratteristiche che dipendono fortemente non solo dalla massa ma anche dalla geometria con cui la materia precipita sul buco nero. Questa circostanza è stata utilizzata da un gruppo di astronomi americani del National Optical Astronomy Observatory per scoprire una coppia di buchi neri supermassicci in orbita l'uno attorno all'altro al centro di una galassia distante. Si tratta di due buchi neri di masse differenti: il primo ha massa pari a 20 milioni di masse solari, mentre il secondo è notevolmente più massiccio con massa pari a 1 miliardo di masse solari. I due mostri sono separati da una distanza di circa 4 mesi-luce (appena 1/10 della distanza fra la Terra e la stella più vicina) e gli astronomi sono riusciti a escludere l'ipotesi di una semplice vicinanza prospettica dalla misura del loro red shift, che è risultata essere la stessa per entrambi. I due buchi neri completano un'orbita in circa 100 anni attorno al loro comune centro di massa viaggiando alla rispettabilissima velocità di 6mila km/s!

Aggiornamento!

Prontamente contattato da Luigi Foschini (è bello avere tra i soci del gruppo e redattore di questo blog un esperto di singolarità spaziotemporali e di galassie attive!), mi vedo costretto a correggere il roboante titolo dato inizialmente al post. Infatti Luigi mi ha fatto osservare che in effetti sono già conosciuti altri sistemi binari di singolarità spaziotemporali.

Lo stesso Luigi mi segnala i seguenti link:

http://adsabs.harvard.edu/abs/2003ApJ...582L..15K

http://adsabs.harvard.edu/abs/2006MmSAI..77..733K

La particolarità del sistema scoperto dal gruppo del NOAO sembra essere la notevole vicinanza delle due singolarità.

La ricerca di questi sistemi binari di buchi neri è di grande interesse per l'astrofisica, coinvolgendo studi che vanno dalla formazione delle galassie alla spiegazione delle proprietà delle galassie attive.

SerAntares al Liceo Scientifico di Lugo - Ai confini dello Spazio e del Tempo...

Venerdì sera 14 novembre, alle ore 20e45, nell'aula magna del Liceo Scientifico di Lugo, classica serata dedicata all'Astronomia. Dopo un inizio alla grande con la serata di ottobre dedicata alla stella Sole, è il turno delle singolarità spaziotemporali, per gli amici... buchi neri! A presentare questo difficile quanto affascinante argomento sarà il nostro socio e redattore Luigi Foschini, ricercatore presso l'Istituto Nazionale di Astrofisica e l'Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Bologna.

Luigi Foschini ha recentemente pubblicato proprio un libro alle singolarità spaziotemporali:

Luigi Foschini
"Singolarità spaziotemporali"

Al di là e al di qua dell'orizzonte degli eventi

Aracne editrice, ISBN 978-88-548-1352-6

Tra le meraviglie dell'Universo, i buchi neri sono forse quelle più intriganti e misteriose. La metafora "buco nero", termine coniato negli anni da John Arcibald Wheeler negli anni '60, ha avuto un successo immediato e un notevole impatto sul grande pubblico non specialista. Tuttavia, anche se le parole non determinano la natura delle cose, è però vero che le più recenti scoperte ci hanno fatto capire che i buchi neri non sono affatto buchi né tantomeno neri, tanto più che possono evaporare!
Il libro scritto da Luigi Foschini affronta questo argomento difficile e affascinante con un linguaggio asciutto, preciso e comprensibile anche per i non addetti ai lavori. Il libro, godibilissimo, prende le mosse da un breve excursus storico sulle idee che hanno portato ad ipotizzare l'esistenza dei buchi neri e si snoda agile attraverso i contenuti fondamentali (e "assurdi" per il nostro vivere quotidiano) della teoria della Relatività e della Meccanica Quantistica, per approdare infine alla spiegazione di cosa sia realmente una singolarità spaziotemporale, termine moderno e corretto per indicare quelle strane "bestioline" che sono i buchi neri. Nella seconda parte del libro Luigi affronta il discorso con taglio squisitamente astronomico, spiegando come le singolarità spaziotemporali possono rendere conto del comportamento di un'ampia gamma di oggetti celesti "sconcertanti", oggi inquadrati in un'unico quadro interpretativo: i Nuclei Galattici Attivi (quasar, qso, blazar, radiogalassie).
Il lavoro di Luigi è quindi un'appassionante passeggiata sul bordo dell'orizzonte degli eventi, il confine di questo baratro che chiamiamo singolarità spaziotemporale, dove il tutto e il nulla, lo zero e l'infinito si confondono.

Considerando il fascino dell'argomento e la competenza del relatore... non potete mancare!

La scomparsa di John Archibald Wheeler

(J.A. Wheeler)

Apprendo solo ora che lo scorso 13 aprile, mentre sui nostri giornali e TV imperversavano sondaggi elettorali o notizie di fondamentale importanza come la gravidanza della Yespica, John Archibald Wheeler è morto all'età di 96 anni a causa di una polmonite. John Wheeler era uno degli ultimi grandi scienziati, che ha vissuto in prima persona gli anni d'oro della fisica nella prima metà del XX secolo, a diretto contatto con scienziati del calibro di Einstein, Bohr, Fermi, Feynman e molti altri. Lui stesso ha dato molti contributi alla meccanica quantistica, alla relatività e altre branche della fisica e è anche ricordato come colui che introdusse il termine "buco nero" come metafora delle singolarità spaziotemporali. Ci sarebbero tantissime cose da dire, ma mi limito a segnalare alcuni articoli disponibili in rete su PhysicsToday o il New York Times. Segnalo anche la sua bella autobiografia, scritta a quattro mani con Kenneth Ford, e che si intitola Geons, Black Holes, and Quantum Foam: a life in physics. La lessi qualche anno fa e mi appassionò moltissimo. La consiglio vivamente.

Identificato un grande buco nero stellare

Nella galassia M33, considerata l'oggetto più lontano visibile ad occhio nudo e situato in una galassia a spirale ospitata nella costellazione del Triangolo, è stato identificato il più massiccio buco nero di origine stellare.

M33 X-7, così si chiama il nuovo oggetto, è stato individuato grazie ad osservazioni incrociate tra il telescopio spaziale Chandra X e il telescopio a terra Gemini, nell'isole Hawaii.

M33 X-7 si trova in un sistema binario, orbitando intorno ad una stella di 70 masse solari, e dovrebbe avere una massa pari a 15,7 masse solari. Il periodo orbitale del sistema binario ad eclisse è di circa 3,45 giorni. Ovviamente, vista la grande distanza, il buco nero è stato bene identificato per la presenza di una stella nelle vicinanze, ma comunque colpisce la grande massa del buco nero segno che la stella durante la sua fase evolutiva ha comunque mantenuto un ingente quantitativo di materia disponibile, ma la cosa sarà senz'altro sede di ulteriori approfondimenti.
Maggiori dettagli nel numero della rivista Nature:

Nature 449, 872-875 (18 October 2007)

Cygnus X-1 osservato per la prima volta alle altissime energie

Cygnus X-1 è un buco nero con una massa pari a circa 10 volte quella del Sole (appartiene quindi alla categoria dei buchi neri di massa stellare). Fu il primo del suo genere a essere identificato: già i primi esperimenti effettuati negli anni sessanta con razzi alla ricerca di sorgenti cosmiche nella banda X avevano mostrato una emissione puntiforme molto intensa nella costellazione del Cigno, da cui appunto il nome Cyg X-1 (cioè, prima sorgente X nella costellazione del Cigno). Nel 1972, Bolton, Webster e Murdin identificarono una stella supergigante azzurra (HD226868) e, studiandone le perturbazioni gravitazionali, identificarono come sorgente della radiazione X un oggetto di circa 10 masse solari, ben oltre il limite massimo per una stella di neutroni (3 masse solari), facendone così il primo buco nero nella nostra Galassia a essere identificato come tale.

Cyg X-1 è ancora oggi una delle sorgenti più studiate, anche se l'emissione di alta energia misurata arrivava al massimo a circa 1 MeV (megaelettronvolt = 1 milione di eV). Negli ultimi anni, sono state proposte delle teorie secondo cui, buchi neri di massa stellare possono emettere raggi gamma di alta energia, nelle bande GeV (gigaelettronvolt = 1 miliardo di eV) - TeV (teraelettronvolt = 1000 miliardi di eV), ma non si era ancora trovata evidenza di questa emissione.

L'evidenza è giunta oggi grazie alle osservazioni effettuate lo scorso autunno dal telescopio Cerenkov MAGIC, in cui è presente una forte partecipazione italiana. L'evento è capitato alla fine di settembre 2006, quando il satellite INTEGRAL - che effettua un monitoraggio regolare del piano galattico - ha rilevato un improvviso e forte aumento dell'emissione di raggi X da parte di Cyg X-1. L'immediato allarme trasmesso alla comunità astrofisica (si veda Turler et al.) ha consentito di puntare gli strumenti sulla sorgente e MAGIC è riuscito a misurare per la prima volta emissione TeV da un buco nero di massa stellare, proprio in corrispondenza del picco di attività X misurata da INTEGRAL. I risultati sono stati inviati per la pubblicazione alla rivista The Astrophysical Journal Letters lo scorso 11 giugno (si veda il preprint Albert et al.).

Tuttavia, a fronte una solida misura di raggi gamma associati a Cyg X-1, sembra che le teorie attuali non siano in grado di spiegare in modo soddisfacente cosa è stato osservato, per cui ci sarà molto da pensare nei prossimi anni.

Un buco nero...a dieta!

Sagittarius A, una radiosorgente famosissima, che grazie ad uno studio dellESO è stata dimostrata essere prodotta dalla presenza di un buco nero enorme, di oltre 3 milioni e 800 mila masse solari, torna di nuovo alla ribalta!
Quello che è emerso dall'ultimo meeting dell' AAS (American Astronomical Society) è che il nostro "mostro" cioè il buco nero da quasi 4 milioni di masse solari che si trova al centrro della Via Lattea, non è un divoratore indefesso di materia, ma anzi rimani quasi sempre a... dieta, con qualche...spuntino occasionale! Per dimostrare ciò sono state fornite alcune immagini e filmati ottenuti con il telescopio spaziale Chandra che lavora nelle lunghezze d'onda dei raggi X e riesce quindi a vedere attraverso le ploveri interstellari che, nel visibile, ci precludono la visibilità del centro galattico. Da queste immagini e dal filmato si vedono degli "echi di luce", cioè il variare di luminosità in 3 anni su alcuni nubi interstellari intorno a Sagittarius A, luce prodotta da materia mentre veniva divorata dal mostro. Tenendo conto delle distanze tra nubi e buco nero e delle variazioni di luminosità, il pasto dovrebbe essere stato visibile circa 50 anni fa, con un banchetto di materia pari a circa la massa di Mercurio, ma ora vediamo solamnte degli effetti di fluorescenza indotti sulle nubi dall'evento energetico. Quindi tempi duri per i buchi neri, con lunghi periodi di astinenza, e qulche snack di tanto in tanto!

Press release: http://chandra.harvard.edu/photo/2007/gcle/