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Un’immagine più chiara di un buco nero grazie ad algoritmi intelligenti

È stato un momento storico quando la prima immagine di un buco nero è stata rivelata nel 2019. L’immagine è diventata virale in tutto il mondo. Ora gli scienziati sono stati in grado di ottenere un quadro molto più chiaro.

Hanno realizzato un primo piano di un buco nero supermassiccio utilizzando nuovi algoritmi matematici e dati del telescopio. Un forte anello rosso-arancio di fotoni può essere visto girare intorno alla parte posteriore del buco nero supermassiccio.

L’immagine del 2019 mostra un cuore nero, circondato da un’aura infuocata di materia spaziale mentre viene risucchiata verso il cuore. Gli scienziati responsabili di questo ritengono che immagini più chiare possano essere generate dai dati disponibili e ora un nuovo metodo ha funzionato.

Questa è l’immagine originale del 2019 del buco nero M87*:

Buco nero. Foto: Event Horizon Telescope (EHT) / ESO

Bagliore arancione brillante di fotoni
Un gruppo di studiosi di Centro di astrofisica di Harvard e Smithsonian A Cambridge, nel Massachusetts, in America, hanno sviluppato un algoritmo intelligente e lo hanno combinato con precedenti previsioni teoriche per “rielaborare” le immagini originali del buco nero supermassiccio. Dopo aver eseguito diverse simulazioni, è diventato chiaro che dietro questo luminoso bagliore arancione si nasconde un anello di luce sottile e luminoso. Questo anello è costituito da fotoni che volano dietro il buco nero sotto l’influenza della gravità massiccia.

Nel 2017, l’Event Horizon Telescope (EHT) ha catturato le prime immagini del gigantesco buco nero al centro della galassia Messier 87* (M87*) nella costellazione della Vergine. La massa stimata di questo buco nero è di circa sette miliardi di masse solari, o due quadrilioni (2.000.000.000.000) di masse più grandi di quella terrestre.

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Teoria e pratica si incontrano
Risultati della ricerca pubblicati sulla rivista Giornale astrofisico, abbina le previsioni teoriche e fornisci nuove informazioni su questi misteriosi oggetti spaziali. Gli scienziati ritengono che i buchi neri supermassicci, che potrebbero essersi formati a seguito della fusione di molti buchi neri, si trovino al centro di quasi tutte le galassie. La nostra galassia, la Via Lattea, ha anche un buco nero supermassiccio al centro chiamato Sagittario A*. Questo buco nero è relativamente piccolo rispetto a un buco nero supermassiccio, ma è molto dinamico.

L’astronomo e coautore Dominic Pesce di Università di Harvard. “Il nostro modello divide l’immagine ricostruita in due parti, il che ci aiuta molto. Quindi, possiamo studiare entrambe le parti in dettaglio”.

codice acciaio e computer
“L’EHT è indispensabile per la ricerca della conoscenza dei buchi neri. Ma almeno altrettanto importanti dell’acciaio di cui sono fatti i telescopi sono gli algoritmi matematici con cui organizziamo e interpretiamo i dati”, spiega il leader della ricerca Avery Broderick. “Grazie ai nuovi algoritmi, possiamo ottenere una precisione più chiara e un uso ottimale dei dati EHT”.

L’immagine visiva è composta da tutti i tipi di livelli, che sono sovrapposti l’uno all’altro. Rimuoviamo sempre uno strato da esso. In questo modo impariamo sempre di più sull’ambiente del buco nero”, ha detto il co-ricercatore Hong Yibo.

Messa a fuoco con nanoprecisione
Per molto tempo si pensava che i buchi neri fossero invisibili usando un telescopio, ma le cose sono cambiate quando la rete EHT si è concentrata interamente su questi misteriosi oggetti spaziali. L’EHT è costituito da otto osservatori in quattro continenti diversi, tutti allineati nello stesso spazio e allineati per nanosecondi. In questo modo sono stati trovati due buchi neri nel 2017, in M87* e nella nostra Via Lattea.

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“Stiamo sviluppando una versione migliorata dell’EHT, con più telescopi e migliorando la qualità e la quantità di dati e immagini. In questo modo possiamo saperne di più sui buchi neri supermassicci. In effetti, abbiamo intravisto questi incredibili fenomeni solo dal 2017, ” ha detto il ricercatore Paul Ted. Si unirà ad altri membri del team EHT di Harvard nei prossimi anni iniziativa del buco nero Immergiti ulteriormente nel meraviglioso mondo dei buchi neri supermassicci.

Le immagini a bassa e alta risoluzione catturate dall’Event Horizon Telescope possono essere trovate sul sito web di Harvard:

Buco nero tagliente. Foto: Broderick et al. 2022, ApJ, 935, 61