BUCHI NERI

All’interno della materia oscura vengono classificati anche i buchi neri.

Un BUCO NERO si può definire come un oggetto la cui massa è compressa a tal punto da fare in modo che la velocità con cui si cade sulla sua superficie sia superiore a quella della luce: nulla può quindi sfuggire da un buco nero, tanto meno la sua immagine. La prova della sua esistenza può essere solo indiretta, legata agli effetti che il buco nero può produrre sugli altri corpi celesti.

Una volta gli scienziati pensavano che una stella non potesse contrarsi fino a un punto privo di dimensioni: lo stesso EINSTEIN sostenne questa teoria. Essa era in contrasto col sistema evolutivo delle stelle, secondo cui una stella, di massa superiore al LIMITE DI CHANDRASEKHAR, era destinata a subire un collasso gravitazionale così grande da scomparire. Questo problema fu risolto da OPPENHEIMER nel 1939.

Il campo gravitazionale della stella modifica la traiettoria dei raggi di luce nello spazio tempo rispetto a quella che sarebbe stata in assenza della stella. I coni di luce, che indicano le traiettorie seguite nello spazio e nel tempo dai raggi di luce emessi dal loro vertice, passando in prossimità della superficie della stella, vengono deflessi leggermente verso l’interno. Questo fenomeno della deflessione della luce proveniente da stelle lontane può essere osservato durante un’eclisse di Sole. Man mano che la stella si contrae, il campo gravitazionale alla sua superficie diventa più intenso e i coni di luce si incurvano sempre più verso l’interno. Ciò rende più difficile alla luce della stella di allontanarsi, e la sua radiazione appare quindi sempre più debole e rossa a un osservatore lontano. Infine, quando la stella si è contratta fino ad un certo raggio critico, il campo gravitazionale alla sua superficie diventa così intenso che i coni di luce vengono piegati verso l’interno a tal punto che la luce non può più evadere nello spazio.

 Secondo la TEORIA DELLA RELATIVITA’, nulla può viaggiare più velocemente della luce. Quindi se la luce non può sottrarsi ad un buco nero non ci riuscirà nessun’altra cosa; tutto viene trascinato all’indietro dal possente campo gravitazionale. Si ha dunque un insieme di eventi, una regione dello spazio-tempo, da cui non è possibile sfuggire per raggiungere un osservatore lontano. Questa regione è ciò che noi oggi chiamiamo buco nero. Il suo confine è noto come l’ORIZZONTE DEGLI EVENTI e coincide con le traiettorie dei raggi di luce che sono quasi sul punto di riuscire a fuggire dal buco nero.

Come sperare di scoprire un buco nero se, per definizione, non emette nemmeno luce? Un buco nero esercita una grande forza gravitazionale sugli oggetti vicini. Gli astronomi hanno osservato molti sistemi in cui due stelle orbitano attorno ad un baricentro comune, attratte l’una dalla forza di gravità dell’altra. Essi hanno osservato anche sistemi in cui c’è una sola stella visibile che ruota attorno a una compagna invisibile. Questa potrebbe essere una stella troppo debole per risultare visibile. Alcuni di questi sistemi, come quello chiamato CYGNUS X-1, sono però anche intense sorgenti di RAGGI X. La spiegazione migliore di questo fenomeno è che dalla superficie della stella visibile sia stata “soffiata” via della materia. Cadendo verso la compagna invisibile, questa materia sviluppa un movimento a spirale e diventa molto calda, emettendo raggi x. Sulla base dell’orbita osservata dalla stella visibile si può determinare la massa minima possibile dell’oggetto che si sottrae all’osservazione.

 Nel caso di CYGNUS X-1 questa massa è circa sei volte maggiore della massa del sole e pare che ci troviamo veramente in presenza di un buco nero.

Scendendo a spirale nel buco nero, la materia determinerebbe anche la rotazione del buco nero nella stessa direzione, con lo sviluppo di un campo magnetico in qualche misura simile a quello della Terra. Particelle di energia elevatissima verrebbero generate in prossimità del buco nero dalla materia che cade in esso. Il campo magnetico sarebbe così forte da poter concentrare queste particelle in getti espulsi verso l’esterno lungo l’asse di rotazione del buco nero, ossia nella direzione dei suoi poli nord e sud. Getti con queste caratteristiche vengono effettivamente osservati in varie galassie e quasar.