Questi puntini non sono stelle, sono tutti buchi neri enormi al centro di galassie

La mappa dei buchi neri, tutti distanti milioni di anni luce, creata grazie ai dati del LOw Frequency ARray ( LOFAR ) (sondaggio LOFAR LBA Sky Survey o LoLSS; DOI: 10.1051/0004-6361/202140316)

I piccoli puntini bianchi che si possono vedere nell’immagine sopra non sono stelle, come si potrebbe pensare. E non sono neanche galassie. Sono tutti i buchi neri che divorano materiali e gas in quantità varie e ognuno di essi si trova al centro di una galassia, quasi tutte lontane milioni di anni luce.

Indagine astronomica che ha richiesto anni di lavoro

L’immagine è il risultato di un’indagine astronomica che ha richiesto anni di lavoro, come spiega ScienceAlert che riprende le dichiarazioni di Francesco de Gasperin, astronomo dell’Università di Amburgo, uno degli autori dello studio pubblicato su Astronomy & Astrophysics.[1]
I ricercatori hanno usato un rilevatore di lunghezze d’onda radio ultrabasse, il LOw Frequency ARray (LOFAR). Si tratta di una rete interferometrica fatta di più di 20.000 antenne radio collocate in varie località (più di 50) in Europa.

Si intercetta il materiale intorno a buco nero

L’utilizzo di questo strumento si è reso necessario per un motivo abbastanza semplice: i buchi neri non emettono alcuna luce e quindi individuarli con i metodi “tradizionali” è impossibile. Si possono individuare solo quando c’è del materiale che ruota vorticosamente intorno a loro o quando parte di questo materiale viene “inghiottito” dallo stesso buco nero (e anche in altri casi ancora più rari).
Il materiale che si trova intorno ad un buco nero (se è presente in determinate quantità), infatti, di solito vortica furiosamente e ciò provoca l’emissione di forti radiazioni su varie lunghezze. Queste radiazioni cominciano poi a propagarsi nello spazio e possono essere rilevate da particolari strumenti come il LOFAR.

LOFAR LBA Sky Survey (LoLSS)

L’immagine rappresenta la mappa più dettagliata dei buchi neri con le rilevazioni effettuate a frequenze radio basse mai effettuata. Ci sono voluti anni di studio e di analisi di tantissimi dati raccolti dal sistema di radiotelescopi LOFAR.
Quest’ultimo può fornire immagini ad una risoluzione molto alta con i dati raccolti a frequenze inferiori ai 100 megahertz. La rete può osservare il 4% del cielo settentrionale. Fino ad ora prodotto un set di dati denominato LOFAR LBA Sky Survey (LoLSS).

Il problema della ionosfera

Gli ostacoli principali che questa rete di radiotelescopi deve superare risiedono sostanzialmente nel fatto che si trova sulla Terra e non in orbita intorno al nostro pianeta. Al di là del disturbo di altre fonti radio presenti sulla Terra, il LOFAR deve superare un particolare ostacolo: la ionosfera. I segnali radio, soprattutto quelli a frequenze ultrabasse, quando raggiungono il nostro pianeta possono essere infatti riflessi e tornare indietro nello spazio a causa di questa sezione della nostra atmosfera che risulta “opaca”. Le onde radio, quando penetrano nell’atmosfera terrestre, inoltre, possono essere molto soggette alle varie condizioni atmosferiche.

Algoritmi e potenti supercomputer per le “correzioni”

Per ovviare a questi problemi i ricercatori hanno usato complessi algoritmi e potenti supercomputer onde correggere il problema dell’interferenza ionosferica. Questi algoritmi hanno apposto le necessarie correzioni ai dati per avere una visione del cielo molto più chiara alle frequenze ultrabasse.

Altri tipi di oggetti potranno essere rilevati con stesso metodo

Questo metodo può essere utilizzato per analizzare anche altre tipologie di oggetti quando i risultati del sondaggio saranno rilasciati definitivamente. Si pensa che i dati raccolti dal LOFAR permetteranno di studiare le regioni dei nuclei attivi delle galassie, le stesse galassie e gli ammassi che formano e tanti altri oggetti: “Questo esperimento rappresenta un tentativo unico di esplorare il cielo a frequenze ultrabasse ad alta risoluzione angolare e profondità”, spiegano i ricercatori.

Note

  1. The LOFAR LBA Sky Survey – I. Survey description and preliminary data release | Astronomy & Astrophysics (A&A) (DOI: 10.1051/0004-6361/202140316)

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