In molti avranno già sentito parlare dei buchi neri, forse in qualche storia di fantascienza, ma solo in pochi sanno che si tratta di oggetti reali studiati dalla scienza contemporanea, specialmente dall’astrofisica, che ha dimostrato la loro effettiva esistenza. In particolare, un programma osservativo che dura da quasi vent’anni, volto allo studio delle orbite stellari al centro della nostra galassia, la Via Lattea, ha evidenziato la presenza di un buco nero (noto come Sgr A*) proprio nel cuore di “casa nostra”. All’inizio di quest’anno, in pieno svolgimento del programma, è stata infatti annunciata la scoperta di una nuvola di gas che si trova eccezionalmente vicina a Sgr A*. IlSussidiario.net ha raggiunto una tra gli scienziati che si stanno occupando dello studio di questa nuvola, Serena Arena, ricercatrice presso il Cral (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon), per approfondire cosa sta accadendo. Ecco il resoconto del nostro dialogo con lei.
Serena, come è stata scoperta la nuvola di gas?
La nuvola di gas, denominata G2, è stata scoperta da un gruppo di ricercatori del Max Planck Institut für Extraterrestrische Physik a Garching (Germania). È stata osservata sia in immagini infrarosse sia attraverso spettroscopia profonda dal telescopio Vlt (Very large telescope) dell’Eso (European Southern Observatory) in Cile. Da queste osservazioni i ricercatori hanno potuto stabilire che il nuovo oggetto non è una stella, bensì una nube fredda composta da gas ionizzato e polvere con una massa pari a circa tre volte quella della Terra.
La nuvola è ferma o si muove?
G2 sta precipitando verso Sgr A* accelerando ad alta velocità lungo un’orbita fortemente eccentrica. Così come l’attrazione gravitazionale della Luna deforma la superficie dei mari, creando le maree, anche l’attrazione del buco nero sta deformando G2. Seguendo questa analogia gli scienziati parlano di “campo mareale” del buco nero. Sulla base delle ultimissime osservazioni (luglio 2012), i due oggetti si troveranno presto alla distanza minima di sole 26 ore luce: l’appuntamento è previsto per settembre 2013.
Quali sono le interpretazioni che sono state proposte per spiegare la sua origine?
L’origine di G2 è ancora avvolta nel mistero, ma diversi scenari sono già stati proposti. Un possibile scenario è la formazione in situ, dovuta a collisione tra i forti venti stellari emessi dalle stelle massicce che popolano la regione attorno a Sgr A*. Oppure potrebbe trattarsi dell’atmosfera diffusa che avvolge una sorgente di tipo stellare (come per esempio una nebulosa planetaria o addirittura un disco protoplanetario in evaporazione). O ancora, G2 potrebbe essere il risultato della collisione tra un buco nero gigante e uno stellare. Secondo un’altra ipotesi infine, G2 costituirebbe la parte anteriore di un anello più esteso, originariamente prodotto dall’esplosione di una Nova, e ormai deformato dalle maree di Sgr A*.
In che modo possiamo testare le previsioni delle diverse interpretazioni?
Due saranno gli strumenti determinanti nel discriminare tra i diversi scenari di formazione: le osservazioni dei prossimi mesi/anni e le simulazioni numeriche. Con le simulazioni è possibile partire da uno degli scenari di formazione, seguirne l’evoluzione nel tempo e confrontare i risultati ai diversi tempi con le relative osservazioni. Per esempio, le osservazioni di luglio 2012 tendono ad escludere l’ipotesi del disco protoplanetario in evaporazione perché il flusso di luce dal 2004 è rimasto costante e non é diminuito come previsto invece dal modello.
E l’ipotesi più verosimile al momento qual è?
Al momento, lo scenario più studiato per mezzo di simulazioni è quello della formazione di una nube di gas in situ. In combinazione con le osservazioni disponibili ad oggi, sembra che la data di nascita di G2 debba risalire all’incirca al 1995.
Lei di cosa si sta occupando?
Io sto simulando il destino di G2 per indagare cosa accadrà l’anno prossimo quando la nube raggiungerà il centro galattico.
E cosa succederà? Ci sarà un impatto?
Le simulazioni mostrano che G2 sarà inevitabilmente deformata (ma non totalmente distrutta) dal campo mareale di Sgr A*, che la stirerà lungo l’orbita e la comprimerà perpendicolarmente al piano orbitale.
In parole povere?
Una parte della nube sarà catturata dal buco nero supermassiccio, mentre la parte superstite, pur significativamente modificata, sopravviverà e si allontanerà decelerando su un’orbita differente per poi incontrarsi nuovamente con Sgr A* tra circa un secolo: a questo secondo passaggio quello che resterà della nube sarà totalmente distrutto e disseminato su tutto il piano orbitale andandosi a fondere con il gas caldo che permea la regione del centro galattico.
Cosa possiamo imparare dallo studio di questa nuvola?
Grazie alla ravvicinata distanza a cui si troveranno i due oggetti e alla possibilità di seguire il fenomeno “in diretta”, l’interazione di G2 con Sgr A* sarà un’occasione unica per indagare il meccanismo di accrescimento in buchi neri supermassicci come il nostro (denominati quieti). Inoltre, permetterà di ottenere informazioni importanti sul gas caldo che avvolge il centro della Via Lattea, che è ancora poco conosciuto.
(Giovanni Rosotti)
