This artist’s impression shows stars orbiting the supermassive black hole at the centre of the Milky Way. In 2018 one of these stars, S2, will pass very close to the black hole and this event will be the best opportunity to study the effects of very strong gravity and test the predictions of Einstein’s general relativity in the near future. The GRAVITY instrument on the ESO Very Large Telescope Interferometer is the most powerful tool for measuring the positions of these stars in existence and it was successfully tested on the S2 star in the summer of 2016. The orbit of S2 is shown in red and the position of the central black hole is marked with a red cross.

GRAVITY osserva con successo il centro galattico


La sonda dei buchi neri funziona con tutti e quattro i telescopi UT del VLT.


Un’equipe di astronomi europei ha usato il nuovo strumento GRAVITY installato al VLT (Very Large Telescope) dell’ESO per ottenere osservazioni eccezionali del centro della Via Lattea combinando per la prima volta la luce di tutti e quattro i telescopi UT da 8,2 metri. Questi risultati sono solo un assaggio della scienza rivoluzionaria che GRAVITY permetterà nel sondare i campi gravitazionali estremamente intensi vicino ai buchi neri supermassicci e verificare così la relatività generale di Einstein.

Lo strumento GRAVITY è ora operativo con tutti e quattro i telescopi UT da 8,2 metri del VLT (Very Large Telescope) dell’ESO e anche dai primi test è già chiaro che produrrà presto scienza all’avanguardia di livello mondiale.

GRAVITY fa parte dell’Interferometro del VLT (VLTI). Combinando la luce dei quattro telescopi può raggiungere la stessa risoluzione spaziale e precisione nel misurare le posizioni di un telescopio di 130 metri di diametro. Il guadagno corrispondente di potere risolutivo e accuratezza posizionale – un fattore 15 rispetto ai telescopi individuali UT da 8,2 metri del VLT – permetterà a GRAVITY di fare misure straordinariamente accurate di varie classi di oggetti astronomici.

Uno degli obiettivi principali di GRAVITY è di fare osservazioni dettagliate dei dintorni del buco nero da 4 milioni di masse solari che risiede al centro della Via Lattea. Anche se la posizione e la massa del buco nero sono note fin dal 2002, attraverso misure molto precise del moto delle stelle che gli orbitano intorno, GRAVITY permetterà agli astronomi di sondare il campo gravitazionale intorno al buco nero con un dettaglio mai raggiunto, fornendo al contempo una verifica unica della teoria della relatività generale di Einstein.

The centre of the Milky Way

Immagine del centro galattico. Per le osservazioni interferometriche con GRAVITY è stata usata la stella IRS 16C come oggetto di riferimento, mentre il vero bersaglio delle osservazioni era S2. La posizione del centro della Galassia, che ospita il buco nero (invisibile) noto come Sgr A*, di massa pari a 4 milioni di volte la massa del Sole, è indicata con una croce arancione.

Sotto questo aspetto, le prime osservazioni con GRAVITY sono già fantastiche. L’equipe di GRAVITY ha usato lo strumento per osservare la stella nota come S2 mentre orbita intorno al buco nero al centro della nostra galassia, con un periodo di soli 16 anni. Queste verifiche hanno dimostrato chiaramente la sensibilità di GRAVITY poichè la debole stella è stata vista in soli pochi minuti di osservazione.

L’equipe sarà presto in grado di ottenere posizioni ultra-precise della stella in orbita, pari a misurare la posizione di un oggetto sulla Luna con una precisione del centimetro. Ciò permetterà loro di determinare se il moto intorno al buco nero segue o meno le previsioni della relatività generale di Einstein. Le nuove osservazioni mostrano che il Centro Galattico è un laboratorio ideale, il meglio che si possa sperare.

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Video  della stella S2 che passa molto vicino al buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea.

“È stato un momento fantastico per tutta l’equipe quando la luce della stella ha prodotto interferenza per la prima volta – dopo otto anni di duro lavoro,” commenta l’investigatore principale di GRAVITY Frank Eisenhauer del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Garching, Germania. “Prima abbiamo stabilizzato l’interferenza su una stella vicina e forte, e pochi minuti dopo potevamo già vedere direttamente l’interferenza dalla stella debole – e poi tante pacche sulle spalle!” A prima vista nè la stella di riferimento nè la stella in orbita intorno al buco nero hanno compagni che complicherebbero le osservazioni e le analisi. “Sono sonde ideali,” spiega Eishehauer.

Questa precoce indicazione di successo arriva proprio in tempo. Nel 2018 la stella S2 si troverà nel punto più vicino al buco nero, ad appena 17 ore-luce di distanza, e viaggerà a circa 30 milioni di chilometri all’ora, o 2,5% della velocità della luce. A questa distanza gli effetti dovuti alla relatività generale saranno più evidenti e le osservazioni di GRAVITY forniranno i risultati più attesi.

Questa opportunità non si ripresenterà per i prossimi 16 anni.

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