Gli astronomi hanno osservato direttamente un buco nero supermassiccio che attorciglia il tessuto dello spaziotempo attorno a sé, confermando una previsione vecchia di un secolo della teoria della relatività generale di Albert Einstein. Il fenomeno, noto come frame-dragging o effetto Lense-Thirring, è stato rilevato in una stella distrutta dalla gravità del buco nero, fornendo prove senza precedenti di come questi giganti cosmici distorcano la realtà.
La scienza dietro lo spaziotempo
La teoria di Einstein del 1915 proponeva che la massa distorce lo spaziotempo – il concetto unificato di spazio e tempo – creando ciò che sperimentiamo come gravità. Oggetti più massicci creano distorsioni maggiori. Nel 1918, Josef Lense e Hans Thirring dimostrarono matematicamente che oggetti massicci rotanti trascinavano lo spaziotempo insieme al loro movimento, come una trottola che trascina l’acqua in un vortice. Questo effetto è notoriamente difficile da misurare direttamente.
Perché è importante: La conferma del trascinamento dei fotogrammi offre un nuovo strumento per studiare i buchi neri. Ora possiamo sondare la loro rotazione, il modo in cui divorano la materia (attraverso eventi di distruzione delle maree, o TDE) e i potenti getti di energia che emettono.
Prove traballanti di un banchetto stellare
L’osservazione è incentrata su un evento di perturbazione mareale (TDE) chiamato AT2020afhd, in cui una stella si è avventurata troppo vicino a un buco nero supermassiccio. La gravità del buco nero ha allungato la stella trasformandola in un filamento di materiale – un processo soprannominato “spaghettificazione” – prima di consumarla. Mentre i detriti stellari turbinavano in un disco di accrescimento attorno al buco nero, il team ha notato un’oscillazione ritmica nelle sue emissioni di raggi X e radio.
Questa oscillazione, che si ripete ogni 20 giorni terrestri, non è casuale. Corrispondeva alla firma prevista del trascinamento del fotogramma: il buco nero che distorceva letteralmente lo spazio attorno a sé.
Come è stata effettuata l’osservazione
Il team ha utilizzato i dati del Neil Gehrels Swift Observatory della NASA (osservazioni di raggi X) e del Karl G. Jansky Very Large Array (onde radio) per tracciare il TDE. A differenza dei precedenti TDE, AT2020afhd ha mostrato cambiamenti di segnale a breve termine che non potevano essere spiegati dal normale rilascio di energia. Ciò ha confermato il sospetto del team che il buco nero stesse trascinando lo spazio attorno a sé.
“Il nostro studio mostra la prova più convincente finora della precessione di Lense-Thirring… un buco nero che trascina con sé lo spazio-tempo”, ha affermato Cosimo Inserra dell’Università di Cardiff. “Questo è un vero dono per i fisici.”
Gravitomagnetismo e ricerca futura
La scoperta suggerisce che gli oggetti massicci rotanti generano un “campo gravitomagnetico”, simile a come gli oggetti carichi rotanti creano campi magnetici. Ciò apre nuove strade per comprendere la fisica dei buchi neri e gli ambienti estremi che li circondano. Ulteriori analisi potrebbero affinare la nostra comprensione del frame-dragging e delle sue implicazioni per l’universo.
In conclusione: L’osservazione dello spaziotempo trascinato da un buco nero non è solo una conferma della teoria di Einstein, ma un passo cruciale per svelare i misteri di questi colossi cosmici. Fornisce un nuovo metodo per sondare i buchi neri, le loro abitudini alimentari e i processi violenti che innescano, offrendo una visione più profonda della fisica più estrema del cosmo.
