Buchi neri: cosa sono e come sono fatti | Ep. 1

Cominciamo dalle basi: i buchi neri non sono buchi. Si presentano infatti come corpi sferici e si formano dai resti di stelle implose che hanno massa pari o superiore a tre volte il nostro Sole (3 M, Masse Solari) e una densità tale che, sotto l’effetto della propria stessa forza di gravità, collassano distorcendo lo spazio e il tempo attorno a loro. Quali sono le “misure” necessarie perché ciò accada? Dipende dalla massa dell’oggetto: questo si dovrebbe comprimere in una sfera il cui raggio abbia una lunghezza pari al rapporto detto Raggio di Schwarzchild. Questa dimensione è, ad esempio, 9 millimetri per la Terra e circa 3 chilometri per il Sole.

Perché sono neri?

L’assenza di colore di questi oggetti –che quindi appaiono neri- è dovuta proprio a questo: la loro attrazione gravitazionale è così intensa da non lasciar sfuggire verso l’esterno nemmeno le radiazioni elettromagnetiche che potrebbero emettere (comprese le frequenze a noi visibili, ad esempio la luce colorata o le radiazioni infrarosse osservabili con i telescopi), facendole precipitare, di nuovo, sulla propria superficie.

Ma sarebbe accurato parlare di superficie?

Le parti di un buco nero sono principalmente suddivisibili in due zone:

  • L’orizzonte degli eventi è la parte più esterna dell’oggetto, il “guscio” che segna il limite dell’area di influenza del buco nero. Se ci si avvicina ad esso oltrepassando l’orizzonte degli eventi, per evitare di “cadere” verso il buco nero si avrà bisogno di stare viaggiando (avere una velocità di fuga) ad una velocità maggiore di c (c = 299.792.458 metri al secondo), quella dei fotoni e di tutte le particelle senza massa. In altre parole è impossibile, dato che c è la velocità maggiore raggiungibile da qualsiasi particella.
  • La singolarità è ciò che si trova all’interno. Ha questo nome perché in quest’area, supposta del volume di un singolo punto, è immaginata concentrata tutta la massa del corpo, che così raggiungerebbe una densità pressoché infinita.

Enormi fabbriche di energia

Inoltre, nei buchi neri detti supermassicci (con una massa che va dai milioni ai miliardi di masse solari) che si trovano al centro delle galassie, altri due fenomeni si possono riconoscere:

  • Il disco di accrescimento, che consiste di tutto il materiale che si trova nelle
    vicinanze del buco nero (ad esempio, una o più stelle) e che, per questo, ha cominciato a ruotarvi attorno avvicinandovisi finché ne verrà “risucchiato”. Tutti questi detriti e polvere ruotano ad una velocità tale da riscaldarsi per l’attrito e divenire incredibilmente luminosi: prendono il nome di quasar e brillano con intensità maggiore di qualsiasi galassia (contenente milioni di stelle) finora scoperta.

 

 

  • Nel cadere verso il buco nero, questi detriti vengono accelerati a velocità prossime a c ed alcuni, nell’ultimo istante della loro spirale discendente, sono “sparati fuori” ai poli dell’oggetto sotto forma di particelle subatomiche. Questi fenomeni, quando puntano nella direzione della Terra e quindi sono a noi visibili, si chiamano blasar e sono tra le maggiori fonti di raggi gamma nell’universo. Mettendo in prospettiva la grandezza e la potenza di questi raggi elettromagnetici: per essere in grado di sostenerne uno, un buco nero avrebbe bisogno di assorbire circa 600 masse terrestri ogni minuto.

Questa è solo un’introduzione alla struttura ed al funzionamento dei buchi neri. Ciò che rende questi oggetti incredibilmente interessanti è che, a causa delle loro estreme proprietà, permettono di esplorare molte leggi universali della fisica e le mettono alla prova. Nei prossimi capitoli di questa rubrica cercherò di spiegarne alcune, sperando di riuscire ad appassionarvi alla scoperta dell’universo e, in generale, della realtà.

 

 

 

 


FONTI:

Vsauce:

www.youtube.com

Kurzgesagt – In a Nutshell:

www.youtube.com

Link4universe:

www.youtube.com

NASA:

www.nasa.gov

Wikipedia:

en.wikipedia.org


Nicole Meregalli


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