Buchi neri senza orizzonte? Non pervenuti


Un gruppo di astronomi ha dimostrato, basandosi su tre anni e mezzo d’osservazioni compiute con il telescopio hawaiano Pan-Starrs, che i buchi neri sono proprio quelle singolarità ”divoratrici di materia” previste dalla Relatività generale di Albert Einstein. E non, come alcune teorie alternative propongono, sfere non collassate dalla superficie dura e compatta.


 

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Rappresentazione di una stella che attraversa l’orizzonte degli eventi di un buco nero supermassiccio ”classico” situato al centro di una galassia.


Prima c’è una stella luminosa nel cielo, e qualche tempo più tardi il nulla. Non un fotone riesce a scappare da quell’oggetto misterioso che chiamiamo buco nero, e neanche corpi imponenti come le stelle sono immuni alla forza distruttiva del suo orizzonte degli eventi. Ma è possibile che esistano buchi neri senza orizzonte degli eventi? Un team di astronomi dell’Università del Texas e di Harvard ha provato a cercarne possibili indizi, senza successo. I loro risultati, in uscita su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, sono l’ennesima conferma della teoria della relatività generale di Albert Einstein.

I buchi neri supermassicci si trovano al centro di quasi tutte le galassie, ma un gruppo non trascurabile di scienziati ipotizza, invece, la presenza di un oggetto diverso dal buco nero: si tratterebbe di una sfera (sempre dalla massa enorme) che in qualche modo è riuscita a evitare il crollo gravitazionale, e dunque non si sia trasformata in una singolarità gravitazionale, un punto in cui la curvatura dello spazio-tempo tende all’infinito e tutta la materia che entra in contatto con l’orizzonte degli eventi viene “distrutta”.  Ora, se una singolarità non ha esattamente una superficie, questo oggetto alternativo, non del tutto collassato, dovrebbe invece averne una, e anche piuttosto dura (vedi le due immagini qui sotto). Se un oggetto come una stella – per esempio – si avvicinasse troppo a questo ipotetico oggetto, invece di “caderci dento” ne colpirebbe la superficie, dura e massiccia, e verrebbe distrutto.

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In questa  immagine vediamo un oggetto alternativo al buco nero con orizzonte degli eventi: una sfera enorme e massiccia al centro di una galassia. La stella si scontra con la dura superficie della sfera, e l’impatto sparge frammenti ovunque.


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In quest’altra immagine artistica, vediamo la superficie della sfera che si è riscaldata dopo la collisione con la stella. Un’enorme quantità di calore e un drammatico aumento della luminosità superficiale verrebbero generati da questo tipo di evento. Non aver osservato un simile fenomeno ha consentito agli autori dello studio di escludere (relativamente ai dati raccolti) l’esistenza di questo tipo di oggetti.


Pawan Kumar e il suo team hanno dunque cercato di capire cosa vedrebbe un telescopio da terra nel caso di uno scontro con un oggetto simile al centro di una galassia vicina: il gas stellare avvolgerebbe l’oggetto risplendendo per mesi, o anni.

Wenbin Lu ha spiegato: «Abbiamo stimato il numero di stelle che si scontrano con i buchi neri supermassici. Quasi tutte le galassie ne hanno uno e abbiamo considerato solo quelli più massicci, che pesano circa 100 milioni di masse solari e oltre. Nel raggio di pochi miliardi di anni luce dalla Terra ce ne sono circa un milione ».

I ricercatori hanno poi analizzato l’archivio di dati raccolti dal telescopio hawaiano Pan-Starrs, che ha scandagliato metà dell’emisfero nord del cielo per circa tre anni e mezzo in cerca di oggetti transienti. Se la teoria degli oggetti dalla superficie solida è corretta, ne avrebbero dovuti trovare almeno una decina, invece non ne hanno trovano nessuno.  Dunque, conclude Ramesh Narayan, fisco teorico di Harvard e coautore dello studio, «alcuni o forse tutti i buchi neri hanno un orizzonte degli eventi, e la materia che ne viene risucchiata all’interno scompare veramente, proprio come previsto decenni fa. La relatività generale ha dunque superato un altro esame».


Leggi il preprint dell’articolo “Stellar disruption events support the existence of the black hole event horizon“.

Fonte

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