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29/6/08 - I Buchi Neri

Immagine uno dell'articolo di astronomia dal titolo: I Buchi Neri

Con questo articolo il più possibile "semplificato" e scorrevole cerchiamo di capire meglio "nei limiti delle nostre piccole conoscenze" caratteristiche e formazione dei Buchi Neri.

Per prima cosa bisogna ricordare che al termine del proprio ciclo vitale, il nucleo di una stella si spegne, avendo trasformato tramite fusione nucleare tutto l'idrogeno in elio. La forza gravitazionale, che prima era in equilibrio con la pressione generata dalle reazioni di fusione nucleare, prevale e comprime la massa della stella verso il suo centro; a questo punto si aprono 3 possibili scenari in base alle dimensioni della massa finale della stella.
Se la massa finale della stella (durante la loro evoluzione le stelle possono perdere una parte considerevole della loro massa) è minore di circa 1,4 masse solari (limite di Chandrasekhar), la stella si contrae fino a diventare un oggetto di grande densità, ma comunque ancora stabile "Nana Bianca". Per una stella di almeno otto masse solari, la contrazione gravitazionale ha la meglio e la stella esplode come supernova, espellendo nello spazio circostante gran parte del materiale; rimane un nucleo centrale, che se ha massa fino a tre volte quella del Sole (il valore limite è incerto e dipende dalle proprietà della materia alle altissime densità) si compatta a una densità molto maggiore di quella delle nane bianche ma comunque ancora in uno stato di equilibrio diventando una "Stella di Neutroni". Se la massa del nucleo invece è superiore a tre masse solari, nulla può impedire il collasso gravitazionale e la stella diventa così un "Buco Nero". Esistono anche altre possibilità per la formazione di un buco nero; nello specifico una stella di neutroni in un sistema binario può rubare massa alla sua vicina fino a superare la massa di Chandrasekhar e quindi collassare, negli ultimi anni si è arrivati a pensare che questo meccanismo di formazione sia più frequente di quello "diretto".

Immagine due dell'articolo di astronomia dal titolo: I Buchi Neri

La densità della stella morente, ormai diventata un Buco Nero, raggiunge velocemente valori tali da creare un campo gravitazionale talmente intenso da non permettere a nulla di sfuggire alla sua attrazione, neppure alla luce: si crea quindi una curvatura infinita dello spazio-tempo, che può far nascere dei cunicoli all'interno di buchi neri in rotazione. Il corpo è circondato da un confine ideale sferico, detto "orizzonte degli eventi", attraverso il quale la luce può entrare ma non uscire; da ciò deriva il suo nome, in particolare, il tempo rallenta man mano che ci si avvicina, dall'esterno, all'orizzonte degli eventi e si ferma completamente sull'orizzonte stesso. Alcuni scienziati hanno così ipotizzato che, almeno in linea teorica, è possibile viaggiare nel passato, visto che i cunicoli collegano due regioni diverse dello spazio-tempo.

Immagine tre dell'articolo di astronomia dal titolo: I Buchi Neri

I buchi neri sono gli unici oggetti celesti che non possono essere studiati direttamente in alcun modo, dato che non emettono radiazione di nessun tipo non sono direttamente visibili, ma la loro presenza può essere comunque ipotizzata a causa degli effetti di attrazione gravitazionale che esercitano nei confronti della materia vicina e della radiazione luminosa in transito nei paraggi o "in caduta" sul buco stesso. Durante la caduta, la materia raggiunge altissime temperature ed emette raggi X: è proprio attraverso questa radiazione che un buco nero può essere rivelato.
Uno degli oggetti nella Via Lattea candidati ad essere un buco nero è una sorgente di raggi X chiamata Cygnus X-1, una stella doppia nella quale la componente primaria è una stella normale avente massa pari a circa 30 masse solari. Lo spostamento delle linee dello spettro di emissione, dovuto all'effetto Doppler, lascia supporre l'esistenza di un compagno, di 10 o 15 masse solari, in orbita intorno a essa.
Viene ipotizzato che enormi buchi neri (di massa pari a milioni di volte quella del sole) esistano al centro delle galassie, come nella nostra e nella galassia di Andromeda.

Oggi sono varie le Ricerche sperimentali in atto per approfondire la conoscenza su questo argomento in particolare presso il CERN di Ginevra è in costruzione un acceleratore di particelle, detto Large Hadron Collider (LHC) che, quando entrerà in funzione (presumibilmente nel 2008), potrebbe permettere di approfondire la conoscenza teorica delle condizioni di pressione e densità estreme che si verificano in prossimità dei buchi neri, oltre che nei primi istanti di vita dell'universo. (fonti: Wikipedia - Manuali e ultime ricerche astronomiche)


A cura di Alessandro Rossi




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