Nasa :la simulazione dei buchi neri supermassicci che orbitano alla velocità della luce

Per la prima volta, una nuova simulazione al computer incorpora pienamente gli effetti fisici della teoria della relatività generale di Einstein ed un nuovo modello fisico-matematico sta aiutando gli scienziati a comprendere cosa accade ai segnali luminosi prodotti quando due buchi neri supermassicci collidono.

Un articolo, che descrive l'analisi della nuova simulazione, è stato pubblicato martedì 2 ottobr su The Astrophysical Journal ed è ora disponibile online a questo indirizzo.

Gli scienziati hanno rilevato la fusione di buchi neri di massa stellare, ovvero che vanno da tre a diverse decine di masse solari, utilizzando LIGO, il National Science Foundation's Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory. Vi abbiamo già parlato di LIGO e delle onde gravitazionali, che sono increspature spazio-temporali che viaggiano alla velocità della luce e che vengono creati quando oggetti in orbita massiccia come i buchi neri e le stelle di neutroni si fondono scontrandosi.

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Le fusioni di Supermassive saranno molto più difficili da trovarerispetto ai loro cugini di massa stellare. Una ragione per cui gli osservatori a terra non possono rilevare le onde gravitazionali da questi eventi è perché la Terra stessa è troppo rumorosa, scossa dalle vibrazioni sismiche e dai variazioni gravitazionali causate dai disturbi atmosferici. I rivelatori devono trovarsi nello spazio, ed è per questo che faranno affidamento a tecnologie come il Laser Interferometer Space Antenna (LISA) guidato dall'ESA, il cui lancio è programmato intorno al 2030, ma probabilmente anche oltre.

Ogni buco nero sovradimensionato porta con sé un seguito di nuvole di gas e polvere, stelle e pianeti. Gli scienziati pensano che una collisione di galassie spinga gran parte di questo materiale verso i buchi neri centrali, che lo consumano su una scala temporale molto breve. Man mano che i buchi neri si avvicinano, le forze magnetiche e gravitazionali riscaldano il gas rimanente, aumentando la probabilità che gli astronomi riescano a catturarne la luce emessa.

"La modellizzazione di questi eventi richiede sofisticati strumenti computazionali che includono tutti gli effetti fisici prodotti da due buchi neri supermassicci che orbitano l'un l'altro ad una frazione della velocità della luce. Sapere quali segnali luminosi aspettarsi da questi eventi aiuterà le osservazioni moderne ad identificarli. La modellazione e le osservazioni si alimenteranno l'una con l'altra, aiutandoci a capire meglio cosa sta accadendo nel cuore della maggior parte delle galassie".

La nuova simulazione mostra tre orbite di una coppia di buchi neri supermassicci a sole 40 orbite dalla fusione. I modelli rivelano che la luce emessa in questa fase del processo può essere dominata dalla luce UV con alcuni raggi X ad alta energia, simile a quello che si vede in ogni galassia con un buco nero supermassiccio ben nutrito.

La simulazione è disponibile tramite questo link fornito dalla NASA.

Sicuramente nei prossimi anni queste simulazioni risulteranno ancora più precise, nella speranza di poter comprendere appieno cosa avviene durante queste manifestazioni così spettacolari della potenza della Natura