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Il ‘caos calmo’ dei buchi neri

Il ‘caos calmo’ dei buchi neri

Come nasce un buco nero? La gestazione dei famelici divoratori cosmici è un processo che serba ancora molti misteri, ma esiste almeno un elemento comune a tutti i baby back holes: l’emissione di radiazioni estremamente energetiche, note come lampi gamma.

Si tratta di un fenomeno che avviene a temperature estreme, in un ambiente cosmico dove gli atomi vengono accelerati a velocità così elevate da superare l’energia del più potente acceleratore di particelle sulla Terra. Ecco perché qualche anno fa l’Università di Ginevra ha coordinato la costruzione di uno strumento chiamato Polar, che nel 2016 è stato mandato sul laboratorio spaziale cinese Tiangong-2 proprio con l’obiettivo di analizzare i potentissimi lampi gamma.

Ora un nuovo studio pubblicato su Nature Astronomy presenta alcuni risultati dell’esperimento alquanto inaspettati. Contrariamente a quanto previsto da ricerche precedenti, gli scienziati hanno scoperto che i fotoni ad alte energie provenienti dai lampi gamma non sono disordinati come si potrebbe pensare. Ma neppure possono essere definiti del tutto ordinati: il loro moto segue una sorta di ‘caos calmo’, con una serie di oscillazioni precise la cui direzione cambia però col passare del tempo.

“Polar è il primo strumento in grado di misurare la polarizzazione delle radiazioni contenute nei lampi gamma” spiega Xin Wu del Dipartimento di fisica nucleare e delle particelle dell’Università di Ginevra. In particolare, se i fotoni dei lampi gamma – chiamati anche Grb, dall’inglese gamma ray burst – sono polarizzati, significa che la loro oscillazione avviene secondo un’unica traiettoria. Una non polarizzazione dei fotoni implica invece un’emissione più caotica.

In circa 6 mesi di lavoro, lo strumento Polar è riuscito a rilevare 55 Grb, e gli scienziati hanno analizzato la polarizzazione dei 5 lampi gamma più potenti. Da qui la sorpresa: i fotoni non potevano essere considerati né polarizzati né non polarizzati, ma una specie di via di mezzo. Se per qualche istante il loro moto era orchestrato in un’unica direzione, ecco che l’attimo dopo la direzione cambiava. Analizzando i raggi gamma ancora più nel dettaglio, gli scienziati hanno trovato una polarizzazione per così dire settoriale: “Con nostra sorpresa – racconta Xin Wu – abbiamo visto che i fotoni erano polarizzati ‘a fette’, ma la loro oscillazione aveva in ogni porzione direzioni differenti.” Esiste dunque un disordine organizzato alla base della nascita dei buchi neri, una scoperta che apre nuovi affascinanti quesiti sull’origine e l’evoluzione dei cuori oscuri che occupano il centro delle galassie.

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