Buchi neri al centro delle galassie

Sagittarius A*, al centro della Via Lattea, ha una massa pari a circa 4 milioni di volte quella del Sole.

Una massa oscura al centro

Secondo la NASA, la maggior parte delle grandi galassie ospita al centro buchi neri supermassicci, alcuni con masse di miliardi di volte quella del Sole. Un buco nero è una regione in cui la materia è così concentrata che nulla, neppure la luce, può sfuggire dall'interno di un confine chiamato orizzonte degli eventi. Il raggio di quel confine cresce in proporzione alla massa. Per una massa solare è circa 3 km. Per il buco nero centrale della Via Lattea, Sagittarius A* (si legge «Sagittarius A stella»), con circa 4 milioni di masse solari, risulta di circa 12 milioni di km: all'incirca 17 volte il raggio del Sole e ben all'interno dell'orbita di Mercurio.

Come si può pesare qualcosa che non emette luce? Osservando ciò che gli si muove intorno. Per decenni due gruppi di ricerca, uno in Germania e uno negli Stati Uniti, hanno seguito singole stelle in orbita molto vicino al centro galattico, usando gli infrarossi, che attraversano le polveri. Una stella, chiamata S2, compie un giro in circa 16 anni. Applicando le leggi di Keplero a queste orbite si ricava la massa racchiusa al loro interno: circa 4 milioni di Soli in una regione troppo piccola per essere altro che un buco nero. Questo lavoro è stato premiato con il Nobel per la fisica nel 2020.

Immagini di ombre

I buchi neri sono oscuri, ma il gas caldo che vortica intorno a loro emette luce. L'Event Horizon Telescope collega radiotelescopi di tutto il mondo in un telescopio virtuale grande quanto la Terra. Nel 2019 ha pubblicato la prima immagine della sagoma di un buco nero, quello al centro della galassia ellittica gigante M87, distante circa 53 milioni di anni luce secondo il JPL. Nel 2022 ha pubblicato un'immagine di Sagittarius A*, che il JPL descrive come distante oltre 26 000 anni luce e con una massa di 4 milioni di Soli. Entrambe le immagini mostrano un centro oscuro dentro un anello luminoso. L'immagine di Sagittarius A* si estende per appena circa 50 microsecondi d'arco, che il JPL paragona a circa 1/13 di un miliardesimo dell'intero cielo.

Quiete e attività

Oggi Sagittarius A* è quieto: vi cade poco gas, quindi è debole. La NASA osserva che la Via Lattea non è attualmente una galassia attiva, anche se probabilmente ha avuto un episodio di attività negli ultimi milioni di anni. Nelle galassie attive, un buco nero centrale inghiotte molto gas, che si scalda in un disco e può superare in luminosità tutte le stelle della galassia. Le più luminose sono i quasar. Secondo la NASA ne sono stati identificati oltre un milione; il più vicino, Markarian 231, dista circa 600 milioni di anni luce e il più lontano noto circa 13 miliardi. Poiché la luce impiega tempo ad arrivare, i quasar lontani mostrano i buchi neri com'erano miliardi di anni fa.