Per oltre un secolo una delle apparentemente più bizzarreprevisionidiAlbertEinsteinè rimasta in attesa di una prova definitiva: l’ipotesi che unbuco neroin rotazione non solo curvi, ma letteralmentetorca e trascini il tessuto dello spaziotempoattorno a sé. Un’idea che non a caso ha da sempre appassionato gli autori di letteratura fantascientifica.
Osservare direttamente un effetto così sottile e fondamentale si è rivelato estremamente difficile,una delle più grandi sfide dell’astronomia moderna. Ma oggi la prova è finalmente arrivata. Grazie all’osservazione di unevento cosmico catastroficogli scienziati hanno visto per la prima volta questo “vortice cosmico” in azione.
Una scopertarivoluzionariache è stata possibile osservandouna stella mentre veniva fatta a pezzidalla gravità schiacciante di unbuco nero supermassiccio, un fenomeno noto comeEvento di Distruzione Mareale(Tidal Disruption Event, oTDE). Ciò che ne è seguito ha fornitola prima prova direttadi unbuco nerochedeforma lo spaziotempo, confermando ancora una volta il genio di Einstein.
Lo spaziotempo non è immobile: può essere trascinato e deformato
Il fenomeno al centro di questa scoperta ha una denominazione non immediatamente comprensibile per i non addetti ai lavori:precessione di Lense-Thirring, o più comunementeeffetto di trascinamento. Secondo la relatività generale di Einstein, un oggetto massiccio in rotazione, come un buco nero, non si limita a deformare lo spaziotempo malo trascina letteralmente con sénel suo moto.
Per rendere il concetto più intuitivo, si può usare un’analogia: immaginate unatrottolache gira in unavasca d’acqua.La sua rotazione non solo crea un piccolo avvallamento matrascina anche l’acqua circostante in un vortice. Il buco nero fa qualcosa di simile con il tessuto stesso dell’universo. Questovacillamento, chiamatoprecessione, è un cambiamento nell’orientamento dell’asse di rotazione, simile al modo in cui l’asse di una trottola disegna un cerchio mentre rallenta.
Non si tratta di un semplice effetto di distorsione, ma di un vero e propriotrascinamento causato dall’immensa energia rotazionaledel buco nero. Così come una carica elettrica in rotazione genera un campo magnetico, una massa in rotazione genera uncampo gravitomagneticoche influenza il moto degli oggetti vicini. La teoria fu proposta per la prima volta da Einstein nel 1913 e definita matematicamente daJosef Lense e Hans Thirringnel 1918. Ci è quindi voluto più di un secolo per osservarla direttamente.
La chiave della scoperta: una stella distrutta
L’evento cosmico che ha reso possibile questa osservazione si chiamaAT2020afhd. È un Evento di Distruzione Mareale avvenuto nel centro della galassiaLEDA 145386, a circa400 milioni di anni luce dalla Terra. Qui, una stella avventuratasi troppo vicino a un buco nero supermassiccio è stata fatta a pezzi dalle sue immense forze di marea.
Questo impetuoso evento cosmico ha creato un laboratorio naturale perfetto per gli astronomi. I detriti della stella hanno formato un disco vorticante (ildisco di accrescimento) attorno al buco nero, lanciando al contempo potenti getti di materia auna velocità prossima a quella della luce.
A differenza dei TDE studiati in precedenza, che mostravano segnali radio costanti, AT2020afhd si è rivelato unico. Circa 215 giorni dopo la sua scopertaottica, gli scienziati hanno rilevatoimpressionanti oscillazioni quasi-periodiche. La variabilità era sbalorditiva: le emissioni diraggi Xvariavano di un ordine di grandezza, mentre quelleradiodi un fattore di quattro, segnalando che stava accadendo qualcosa di straordinario.
Un “vacillamento sincronizzato” conferma la teoria
La prova definitiva è emersa dall’osservazione dettagliata del sistema. Gli astronomi hanno notato che sia ildiscodi accrescimento che igettidi materiaoscillavano all’unisono, come in unadanza cosmicacoordinata e ritmica.
L’oscillazione sincronizzata si ripeteva con un periodo di19,6 giorni, secondo i dati. Ma ecco l’intuizione cruciale:i raggi X provengono dal disco di accrescimentocaldissimo, vicinissimo al buco nero, mentrele onde radio sono emesse dai getti, che si propagano a grandi distanze. Il fatto che due componenti fisicamente distinti e separati si muovessero insieme in unaccoppiamento rigido era lapistola fumante.Questo escludeva altre spiegazioni e indicavauna singola forza fondamentaleche li governava entrambi: il trascinamento dello spaziotempo stesso.
Gli scienziati hanno descritto questo fenomeno come una “variabilità sincrona, quasi-periodica, ad alta ampiezza e su più bande”. Sebbene suoni complesso, significa semplicemente che le variazioni avvenivano:
- In modo sincrono: i raggi X e le onde radio danzavano insieme.
- In modo quasi-periodico: si ripetevano a intervalli regolari, ma non con la precisione di un orologio.
- Con alta ampiezza: le oscillazioni erano estremamente pronunciate.
- Su più bande: erano visibili in frequenze molto diverse dello spettro elettromagnetico (raggi X e radio).
Dalla teoria a nuovi strumenti e metodi per studiare l’universo
La conferma di questa teoria non è solo un “regalo per i fisici”, ma fornisce ancheun nuovo metodo per sondare i buchi neri, aprendo nuove vie di indagine e modi inediti per studiare:
- La rotazione (spin) dei buchi neri.
- Il modo in cui la materia cade al loro interno (fisica dell’accrescimento).
- Come i getti relativistici vengono formati e lanciati.
La scoperta è stata resa possibile grazie alla combinazione dei dati di due strumenti chiave: l’Osservatorio Neil Gehrels Swiftdella NASA per i raggi X e ilKarl Guthe Jansky Very Large Arrayper i segnali radio.
Guardando al futuro, il potenziale è enorme. Come sottolineato dal ricercatore Liu Jifeng del NAOC, i prossimi progetti di osservazione del cielo comeSiTiane la sondaEinstein Probepermetteranno di scoprire molti altri eventi simili, facendo progredire rapidamente la nostra comprensione della fisica dei buchi neri.
La ricercaDetection of disk-jet coprecession in a tidal disruption eventè stata pubblicata su Science Advances (dicembre 2025)
Guarda anche:
- La disintegrazione di due pianeti vista dai telescopi Webb e TESS
- Stella distrutta da un buco nero supermassiccio errante: l’evento osservato dal telescopio spaziale Hubble
- Un pianeta solitario con un proprio sistema planetario? È possibile, rivela il telescopio spaziale Webb
- Vita su Marte: i licheni possono prosperare in ambienti altamente inospitali
