Come fotografare
un buco nero

Se gli astronomi fossero cacciatori di taglie, non v’è dubbio che una delle ricompense più alte potrebbe spettare a chi riuscisse a fotografare uno degli oggetti più controversi che popola il nostro universo: il buco nero. Alla base del perché vi è la sua natura: il buco nero è un corpo da cui nulla può uscire, neanche la luce. Come potremmo quindi fotografare un oggetto che non può emettere né riflettere luce? È proprio qui il perché della grossa taglia che pende sulla sua testa.

La caratteristica più evidente di un buco nero è la sua invisibilità, il suo nascondersi dietro ad una sorta di sipario che ne nasconde qualsiasi tratto distintivo. Tutto nasce a causa legge della gravitazione universale, che oltre a “inchiodarci” alla superficie del nostro pianeta, prevede infatti che si possa scappare all’attrazione gravitazionale di un corpo muovendosi ad una certa velocità, che chiameremo velocità di fuga. Questa dipenderà ovviamente dalla massa dell’oggetto che ci attrae e dalla nostra distanza da esso. Sulla superficie della Terra, “basterebbero” 11 kilometri al secondo per scappare dalla forza che ci lega al nostro pianeta, mentre ne servirebbero più di 42 per fuggire, sempre da dove state leggendo questo articolo, all’attrazione del Sole. Adesso immaginate di prendere una stella, magari molto più grande del nostro Sole, e di concentrarne la massa in un volume via via più piccolo. Quando riuscirete a raggiungere valori di densità difficilmente immaginabili (trilioni di volte superiori a qualsiasi sostanza presente sulla Terra), otterrete un corpo con la velocità di fuga più alta di quella della luce. Purtroppo, Einstein ci insegna che nulla può superare i fatidici 300 mila km al secondo a cui si muove la luce: se questa non può scappare, nulla potrà farlo. Benvenuti su un buco nero: il corpo celeste che è per natura inosservabile, coperto dal sipario gravitazionale che si è creato con la sua enorme densità. Allontanandoci lentamente dal suo centro potremo arrivare dove la velocità di fuga, per effetto della distanza, scenderà fino ad uguagliare la velocità della luce: saremo finalmente arrivati all’orizzonte degli eventi, il sipario cosmico che renderà inaccessibili i segreti del buco nero. Al di “qua” di questo limite, qualsiasi oggetto risulterà ancora osservabile; al di là di questa soglia tutto diventerà completamente invisibile ed ogni informazione sarà perduta per sempre.

Tornando a noi, come è quindi possibile fotografare un buco nero? Semplice: nonostante il suo celarsi agli occhi di qualsiasi curioso, questo corpo celeste adora fagocitare tutta la materia che si trova nei paraggi. La materia, attratta dall’immensa gravità del buco nero, si troverà letteralmente a “caderci” dentro attraversando l’orizzonte degli eventi. Cadendo a grande velocità, gli atomi si accenderanno quasi come un ultimo “ sos ” inviato all’universo intero. Il disco di accrescimento, è così che chiamiamo il materiale accesosi nei pressi del buco nero, risulterà osservabile dai più attenti cercatori di taglie: i ricercatori che da tutto il mondo sincronizzano i propri radiotelescopi per il progetto «Event Horizon Telescope» sono riusciti ad ottenere la prima foto di un buco nero, situato a 55 milioni di anni luce da noi, nel 2019, per poi pubblicare qualche settimana fa la prima foto in luce polarizzata dello stesso corpo celeste.

Le due incredibili immagini ritraggono un disco nero circondata da una corona di materiale illuminato, incandescente. Fotografie che sono il segno di un probabile nuovo corso dell’astrofisica che potrebbe arrivare a trovare risposte a dubbi fondamentali sulla struttura dell’universo e alla nostra percezione dello spazio-tempo nei prossimi decenni.

di Paolo Marzioli