C’è qualcosa di intrinsecamente affascinante nei buchi neri. Forse è che sono bestie invisibili in agguato nello spazio che a volte strappano le stelle di passaggio a metà e disperdono i loro resti. Qualunque cosa sia, questi strani oggetti cosmici continuano ad affascinare scienziati e laici allo stesso modo.

Ma da dove vengono i buchi neri? Come si formano, e cosa dà loro un potere distruttivo così impressionante?

Prima di poter rispondere, dobbiamo fare una domanda ancora più fondamentale: cos’è un buco nero? “Fondamentalmente, è un oggetto o un punto nello spazio in cui l’attrazione gravitazionale è così forte che nulla può sfuggire da esso”, ha detto a Live Science l’astrofisico Neta Bahcall, dell’Università di Princeton nel New Jersey. Anche le onde luminose vengono risucchiate, motivo per cui i buchi neri sono neri.

Questi oggetti bizzarri sorgono come fenici che spuntano dalle ceneri di stelle morte. Quando le stelle massicce raggiungono la fine della loro vita, l’idrogeno che hanno fuso in elio è quasi esaurito. Quindi, queste stelle mostruose iniziano a bruciare l’elio, fondendo gli atomi rimanenti in elementi ancora più pesanti, fino al ferro, la cui fusione non fornisce più energia sufficiente per sostenere gli strati esterni della stella, secondo la Swinburne University of Technology nel Centro australiano di astrofisica e supercalcolo. Questi strati superiori collassano verso l’interno e poi esplodono come una potente e luminosa esplosione chiamata supernova.

Tuttavia, una piccola parte della stella rimane indietro. Le equazioni della relatività generale di Albert Einstein prevedono che se questo residuo ha circa tre volte la massa del sole terrestre, la potente forza gravitazionale della stella rimanente travolgerà tutto il resto e il materiale di cui è fatto sarà schiacciato in un punto infinitamente piccolo con densità infinita, secondo la NASA. Le leggi conosciute della fisica non possono effettivamente gestire tali infiniti mind-bending. “Ad un certo punto, si rompono e non sappiamo davvero cosa succede”, ha detto Bahcall.

Se questo vestigio stellare è solo, un buco nero generalmente si siede lì non facendo molto. Ma se gas e polvere circondano l’oggetto, quel materiale verrà risucchiato nelle fauci del buco nero, creando brillanti esplosioni di luce mentre il gas e la polvere si riscaldano, roteando come l’acqua che va in uno scarico. Il buco nero incorporerà questa massa nel proprio, permettendo all’oggetto di crescere, Bahcall ha detto.

Se due buchi neri si incontrano, la potente gravità di ciascuno attirerà l’altro, e si avvicineranno sempre di più, girando l’uno intorno all’altro. La loro massa collettiva scuoterà il tessuto dello spazio-tempo vicino, inviando onde gravitazionali. Nel 2015, gli astronomi hanno scoperto tali onde gravitazionali tramite l’interferometro laser Gravitational-Wave Observatory (LIGO), precedentemente riportato da Live Science.

“Questa è stata la prima volta che abbiamo potuto effettivamente vedere i buchi neri e confermare che esistono”, ha detto Bahcall, aggiungendo che i risultati sono stati anche una bella conferma delle equazioni predittive di Einstein.

Gli scienziati avevano trovato prove indirette di buchi neri prima, testimoniando stelle al centro della nostra galassia della Via Lattea in orbita attorno a un gigantesco oggetto invisibile, Universe Today ha riferito. Come tali buchi neri supermassicci — che possono avere miliardi di volte la massa del nostro sole — forma è una domanda in sospeso, Bahcall ha detto.

I ricercatori ritengono che questi buchi neri supermassicci fossero una volta molto più piccoli, formando buchi neri di dimensioni più modeste nei primi giorni del nostro universo. Nel corso del tempo cosmologico, questi oggetti assorbirono gas e polvere e si fusero l’uno con l’altro per crescere, finendo come mostri colossali. Ma molti dei dettagli di questa storia rimangono fuzzy, Bahcall ha detto.

Gli astronomi hanno osservato oggetti chiamati quasar, che brillano più luminosi di migliaia di galassie messe insieme e si pensa che siano alimentati da buchi neri supermassicci che consumano materia. I quasar sono stati visti indietro fino al primo miliardo di anni dopo il Big Bang, quando il nostro universo si è formato, lasciando gli scienziati a grattarsi la testa su come oggetti così enormi potrebbero formarsi così rapidamente, ha detto Bahcall.

“Questo evidenzia e aggiunge complessità alla domanda”, ha detto Bahcall, e rimane un argomento di ricerca molto attivo.

Originariamente pubblicato su Live Science.