I buchi neri superpesanti

Dal 22 al 26 giugno 2009 si e' svolto a Como, presso il Centro Volta, un Congresso di Astrofisica, organizzato dall'Osservatorio Astronomico di Brera, con il supporto dell'Istituto Nazionale (INAF) su un tema che può apparire esotico ma è invece attualissimo: l'esistenza di buchi neri di grande massa (da milioni a milardi di masse solari) al centro delle galassie.

Nel seguito cercherò di rendervi partecipi dei problemi che stiamo studiando. E' ormai noto a tutti che l'Universo si espande a partire da un gas primordiale estremamente caldo composto di particelle elementari.

Durante l'espansione il gas si raffedda e si formano nei primi minuti gli elementi più leggeri, poi la materia si aggrega in strutture via via più grandi (galassie), si formano le stelle e dentro le stelle gli elementi più pesanti che sono i mattoni necessari per ogni forma di vita.

Quello che è sorprendente (e che gli astronomi hanno cominciato a capire da circa un decennio) è che dentro ogni galassia si trova un buco nero centrale. Non solo, ma la massa del buco nero è in proporzione (un millesimo circa) alla massa della galassia.

Questo implica che nella storia dell'universo l'aggregazione di materia in stelle e galassie va di pari passo con la formazione di buchi neri sempre più grandi.

Se il buco nero risiede in un ambiente poco denso non se ne ha grande traccia se non studiando, dove possibile, il moto delle stelle che lo circondano (è il caso delle nostra galassia). Ma quando intorno c'è gas in abbondanza il buco nero attrae questa materia che cadendo si scalda e riesce a produrre quantità straordinarie di radiazione in particolare ad alte energie, in raggi X e gamma.

Mentre le stelle producono soprattutto luce (dall'infrarosso all'ultavioletto) l'emissione di alta energia di questi buchi neri permette di riconoscerli e studiarli con una certa facilità nel panorama celeste. Con osservazioni in raggi X possiamo contare i buchi neri "attivi" nell'universo e ricostruirne la storia, che è parte integrante della storia evolutiva dell'universo.

Questi mostri tuttavia non si limitano a ingoiare materia ma attraverso meccanismi ancora sconosciuti riescono a lanciare nel cosmo getti di plasma ad altissima velocità di cui possiamo "fotografare" la forma soprattutto mediante i radiotelescopi che sono tra gli strumenti più sensibili a questo fenomeno.

Nei casi in cui il getto è diretto nella direzione dell'osservatore terrestre abbiamo il privilegio di poter guardare in "gola" il buco nero e troviamo enormi flussi di raggi gamma, rivelati in gran numero da un satellite lanciato quasi esattamente un anno fa e intitolato a Fermi, che per primo ha individuato un meccanismo fisico per accelerare a grande energia particelle nello spazio cosmico (ad esempio i raggi cosmici nella nostra galassia).

I nuovi dati ottenuti da "FERMI" lanciato dalla NASA, ma con un importante contributo italiano, sono stati forse la principale motivazione del congresso che era orientato alla formulazione un quadro globale dei meccanismi di accrescimento ed eiezione in buchi neri (inglesizzando) "supermassivi".

Al convegno hanno partecipat0 140 ricercatori in maggioranza stranieri provenienti da tutto il mondo e l'atmosfera è stata dall'inizio alla fine di grande interesse e vivace partecipazione. Anche il clima perfetto, terso e luminoso ma non eccessivamente caldo, ha collaborato.

Penso che il 99 % dei lettori vorrebbe chiedermi, ma a che cosa serve tutto ciò? Posso solo rispondere che la conoscenza del cosmo è una delle aspirazioni fondamentali dell'umanità e l'interesse trainante per problemi di carattere assoluto e non contingente produce ricadute di eccezionale importanza. Quando Einstein studiava l'effetto fotoelettrico si proponeva di capire fino in fondo il microcosmo non certo di aprire a distanza il cancello di casa sua. Le nuove tecnologie si sviluppano in primo luogo per soddisfare le esigenze della scienza "pura" e in seguito si diffondono in multiformi applicazioni innovative.

A questo proposito vorrei sottolineare che al nostro congresso erano presenti due membri importanti (Mitch Begelman e Tim Heckman) della "Decadal Survey": in America per individuare i programmi strategici nel campo dell'astrofisica sia da terra che dallo spazio per il prossimo decennio, che coinvolgono investimenti giganteschi, si istituisce una commissione di scienziati incaricati di raccogliere e vagliare le proposte dei gruppi e Istituti di ricerca. Questa attività dura un intero anno, per molti a tempo pieno e il documento finale viene pubblicato e firmato. L'autorita' della commissione e' tale che le sue raccomandazioni costituiscono un punto di riferimento per le agenzie di finanziamento.

Proprio come da noi ! (Scusate il disfattismo).