Abbiamo tutti visto foto di pianeti che fluttuano nello spazio, ma vi siete mai chiesti come potrebbe essere una foto di un buco nero? Non le immagini generate al computer che si vedono su Google Immagini o i classici sfondi per il desktop, ma una foto vera e propria, scattata dal vivo.
Potrebbe sembrare un’idea un po’ azzardata, ma il Event Horizon Telescope Il progetto sta facendo proprio questo. Si tratta di uno straordinario incontro tra fotografia e scienze spaziali.
È come stare all’aperto e cercare di fotografare un DVD sulla Luna.
Il team dell’Event Horizon Telescope intende scattare la prima foto in assoluto del buco nero supermassiccio della Via Lattea, Sagittarius A* (pronunciato Sagittarius “A” Star). Nonostante il suo nome intimidatorio, il buco nero misura 24 milioni di km di diametro, il che lo rende 17 volte più grande del Sole. Può sembrare enorme, ma è piuttosto esiguo se paragonato al più grande buco nero mai scoperto, le cui dimensioni sono stimate in 21 miliardi di volte quelle del Sole.
“La nostra sfida consiste nel cercare di fotografare qualcosa che si trova molto, molto lontano”, afferma Feryal Ozel, membro del team EHT e professore di astronomia e fisica all’Università dell’Arizona. “Il nostro oggetto è così lontano e così piccolo nel cielo che è come stare all’aperto e cercare di scattare una foto di un DVD sulla Luna”.”
L'ombra di un buco nero ricavata da un modello (a sinistra) e due osservazioni simulate di Sgr A* ottenute utilizzando un array di 7 e 13 telescopi (Fish & Doeleman)
Ed è davvero lontano. Sagittarius A* si trova a ben 25.000 anni luce da noi qui sulla Terra. In teoria, un telescopio delle stesse dimensioni del nostro pianeta sarebbe in grado di catturare un’immagine di questo sfuggente buco nero. Poiché un’impresa del genere è letteralmente impossibile, l’unico modo in cui gli scienziati possono ottenere una foto di Sagittarius A* è coordinare nove diversi telescopi per osservarlo e ricostruirne l’immagine in un breve lasso di tempo.
I telescopi sono dislocati in tutto il mondo, con stazioni in Antartide, Cile, Hawaii, Germania, Spagna, Messico e Arizona. Ciascuno di essi registrerà il segnale in momenti diversi nell’arco di circa una settimana nella primavera del prossimo anno: una strategia che consentirà di ottenere lo stesso tipo di risultato finale che si otterrebbe con un apparato delle dimensioni della Terra.
Sebbene questo progetto non lasci molto spazio alla creatività, il modo in cui i telescopi vengono collegati in tutto il mondo e la comunicazione che si instaura tra loro sono davvero unici. Il team sta utilizzando tecniche di registrazione speciali per costruire, in pratica, una fotocamera grande quanto la Terra utilizzando questi telescopi. Se questa non è una visione d’insieme, non sappiamo proprio cosa possa esserlo.
Pensiamo di sapere che aspetto dovrebbe avere un buco nero, ma attorno ad esso vortica del gas e quel gas potrebbe comportarsi in modi piuttosto bizzarri.
“La parte che preferisco di questo lavoro è cercare di prepararmi a ciò che potremmo vedere”, spiega Ozel. “Poiché i nostri telescopi sono distribuiti su un’area molto vasta della Terra, dovremo impegnarci per rendere la nostra immagine il più nitida possibile. Quando si ha un’idea approssimativa di ciò che si sta cercando, è possibile ricorrere a tecniche di ricostruzione dell’immagine. La parte su cui mi sono concentrato maggiormente è cercare di prepararmi a tutte le eventualità. Pensiamo di sapere come dovrebbe apparire un buco nero, ma c’è del gas che gli turbina intorno e quel gas potrebbe comportarsi in modi piuttosto imprevedibili.”
Il gas vorticoso non è l’unica stranezza che Ozel e il suo team devono affrontare nel progetto Event Horizon. Il team dell’EHT deve superare una serie di sfide, sia scientifiche che di altro tipo, per poter realizzare questa foto. Per cominciare, l’attrezzatura installata su ciascun telescopio è talmente specializzata da dover essere realizzata su misura per ogni apparecchio coinvolto nel progetto. Ogni telescopio necessita inoltre di un orologio atomico in grado di registrare con una precisione di un miliardesimo di secondo — appena un po’ più preciso di un normale Casio.
Telescopi EHT
Ogni telescopio che osserva il buco nero dispone solo di una finestra temporale di osservazione limitata, poiché i telescopi stessi non sono mobili. Ciò pone un’altra sfida importante, dato che Sagittarius A* non è statico, ma si sposta nel cielo. Grazie al coordinamento di specifici telescopi sparsi in tutto il mondo da parte del team, le osservazioni possono protrarsi fino a dodici ore. “È come comporre un’immagine pixel per pixel”, spiega Ozel.
L’immagine completa dell’array verrà “scattata” nell’arco di una settimana all’inizio di marzo o aprile del 2017. Tuttavia, quella settimana potrebbe non essere sufficiente al team per ottenere un’immagine nitida, poiché vorrebbero ripetere l’esperimento e raccogliere ancora più dati nel corso del tempo. “Vogliamo assicurarci di non osservare il buco nero in un momento specifico. Nella scienza speriamo sempre di poter ripetere gli esperimenti, quindi contiamo di farlo di nuovo nei prossimi anni”, afferma.
L’aspetto umano del progetto Event Horizon rappresenta un’altra grande sfida per Ozel e il suo team. Lo sforzo collaborativo necessario per fotografare Sagittarius A* è a dir poco astronomico. Ozel sta lavorando a questo progetto con un team di oltre 200 scienziati provenienti da più di 20 istituzioni diverse in tutto il mondo. Si tratta di un’impresa collettiva di enorme portata che richiede una profonda comprensione delle diverse culture del mondo, una solida conoscenza degli aspetti politici legati all’utilizzo dei vari strumenti e una spiccata consapevolezza del fatto che non tutti gli scienziati lavorano o comunicano necessariamente allo stesso modo.
Assicurarsi che tutti ricevano il giusto riconoscimento è sicuramente una sfida enorme. Immaginate di provare a scattare una foto con 200 fotografi che vogliono tutti vedere il proprio nome sull’immagine!
“Non tutti gli scienziati sono preparati a lavorare in modo collaborativo all’interno di grandi gruppi, quindi l’aspetto sociologico rende il tutto piuttosto impegnativo”, spiega Ozel. “Ci sono molte persone introverse o che devono fare i conti con diversi vincoli imposti dall’istituzione per cui lavorano. Assicurarsi che tutti ricevano il giusto riconoscimento è sicuramente una sfida enorme. Immaginate di provare a scattare una sola foto con 200 fotografi che vogliono tutti vedere il proprio nome sulla foto!”
L’attesa per il progetto Event Horizon Telescope continua a crescere, poiché mancano ormai solo pochi mesi a quella che potrebbe diventare la prima fotografia in assoluto di un buco nero. A prescindere dall’immagine che risulterà da questo sforzo collettivo a livello mondiale, siamo certi che il risultato finale dell’iniziativa Event Horizon lascerà il mondo a bocca aperta.
Rappresentazione artistica di un buco nero (ESO/L. Calçada)
