Le osservazioni del Very Large Telescope dimostrano che Einstein aveva ragione. La stella orbita intorno al buco nero supermassiccio

L’universo non smette mai di stupirci. Alcune osservazioni fatte con il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO hanno rivelato per la prima volta che una stella (chiamata S2) orbita intorno al buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea. Il corpo celeste si muove proprio come previsto dalla teoria della relatività generale di Einstein. L’orbita ha la forma di una rosetta e non di un’ellisse come previsto dalla teoria della gravità di Newton. Questo risultato tanto atteso è stato reso possibile da misure sempre più precise durate quasi 30 anni.

Precessione di Schwarzschild
Precessione di Schwarzschild. Credit: ESO

La relatività generale di Einstein prevede che l’orbita di un oggetto legato gravitazionalmente a un altro non sia chiusa, come nella gravità newtoniana, ma preceda rispetto al piano del moto. Questo famoso effetto – osservato per la prima volta nell’orbita del pianeta Mercurio intorno al Sole – fu la prima prova a favore della Relatività Generale. Cento anni dopo abbiamo rilevato lo stesso effetto nel moto di una stella in orbita intorno alla sorgente radio compatta Sagittarius A* al centro della Via Lattea. Questa svolta osservativa corrobora l’evidenza che Sagittarius A* sia un buco nero supermassiccio di massa pari a 4 milioni di volte la massa del Sole“, afferma Reinhard Genzel, direttore del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) di Garching.

Sagittarius A* (al centro), Credit: NASA

Tutto accade al centro della Via Lattea

A 26 000 anni luce dal Sole, Sagittarius A* e il denso ammasso di stelle che lo circonda costituiscono un laboratorio unico per verificare la fisica in un regime di gravità estremo, altrimenti inesplorato. Una di queste stelle, S2, si avvicina al buco nero supermassiccio a una distanza minima di meno di 20 miliardi di chilometri (centoventi volte la distanza tra il Sole e la Terra), rendendola una delle stelle più vicine mai trovate in orbita intorno al massiccio gigante. Al suo approccio più vicino al buco nero, S2 sfreccia nello spazio a una velocità pari a quasi tre percento della velocità della luce, completando un’orbita ogni 16 anni. “Dopo aver seguito la stella nella sua orbita per quasi tre decenni, le nostre misure molto precise rilevano in modo efficace la precessione di Schwarzschild di S2 nel suo percorso intorno a Sagittario A*“, afferma Stefan Gillessen dell’MPE, che ha guidato l’analisi delle misure pubblicate oggi dalla rivita Astronomy & Astrophysics.

Questa simulazione mostra le orbite delle stelle molto vicine al buco nero supermassiccio nel cuore della Via Lattea: tra queste la stella S2. Credit: ESO/L. Calçada/spaceengine.org

Un aiuto per capire i dintorni di un buco nero

Lo studio effettuato con il VLT dell’ESO aiuta gli scienziati anche a comprendere meglio i dintorni del buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia. “Poiché le misure di S2 seguono così bene la relatività generale, possiamo fissare limiti rigorosi su quanto materiale non visibile, come della materia oscura diffusa oppure buchi neri più piccoli, sia presente intorno a Sagittarius A*. Tutto ciò è di grande interesse per capire la formazione e l’evoluzione dei buchi neri supermassicci”, affermano Guy Perrin e Karine Perraut, i principali scienziati francesi nel progetto. La ricerca è stata condotta da un’equipe internazionale guidata da Frank Eisenhauer dell’MPE con collaboratori provenienti da Francia, Portogallo, Germania ed ESO. L’equipe forma la collaborazione GRAVITY, che prende il nome dallo strumento sviluppato per l’interferometro del VLT, che combina la luce di tutti e quattro i telescopi da 8 metri del VLT in un super-telescopio (con una risoluzione equivalente a quella di un telescopio di 130 metri di diametro).

Riferimenti: https://www.eso.org/public/italy/news/eso2006/

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