GRAVITY osserva con successo, per la prima volta, il centro galattico

This artist’s impression shows stars orbiting the supermassive black hole at the centre of the Milky Way. In 2018 one of these stars, S2, will pass very close to the black hole and this event will be the best opportunity to study the effects of very strong gravity and test the predictions of Einstein’s general relativity in the near future. The GRAVITY instrument on the ESO Very Large Telescope Interferometer is the most powerful tool for measuring the positions of these stars in existence and it was successfully tested on the S2 star in the summer of 2016. The orbit of S2 is shown in red and the position of the central black hole is marked with a red cross.
Rappresentazione artistica della stella S2 che passa molto vicino al buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea

La sonda dei buchi neri funziona con tutti e quattro i telescopi UT del VLT

Un’equipe di astronomi europei ha usato il nuovo strumento GRAVITY installato al VLT (Very Large Telescope) dell’ESO per ottenere osservazioni eccezionali del centro della Via Lattea: lo strumento permette per la prima volta di combinare la luce di tutti e quattro i telescopi principali (UT) del VLT, ciascuno del diametro di 8,2 metri. Le prime osservazioni hanno dimostrato il perfetto funzionamento dello strumento GRAVITY, che permetterà di sondare i campi gravitazionali estremamente intensi vicino ai buchi neri supermassicci e verificare così la relatività generale di Einstein.

Lo strumento GRAVITY è ora operativo con tutti e quattro i telescopi UT da 8,2 metri di diametro del VLT (Very Large Telescope) dell’ESO e dai primi test è già chiaro che produrrà presto scienza all’avanguardia di livello mondiale.

GRAVITY fa parte dell’Interferometro del VLT (VLTI): combinando la luce dei quattro telescopi può raggiungere la stessa risoluzione spaziale e precisione nel misurare le posizioni di un telescopio di 130 metri di diametro. Il guadagno corrispondente di potere risolutivo e accuratezza posizionale – 15 volte migliore di un singolo telescopio UT da 8,2 metri del VLT – permetterà a GRAVITY di fare misure straordinariamente accurate di varie classi di oggetti astronomici.

Il centro della Via Lattea
Il centro della Via Lattea

Uno degli obiettivi principali di GRAVITY è di fare osservazioni dettagliate dei dintorni del buco nero da 4 milioni di masse solari che risiede al centro della Via Lattea. La posizione e la massa del buco nero sono note fin dal 2002, attraverso misure molto precise del moto delle stelle che gli orbitano intorno, ma GRAVITY permetterà agli astronomi di sondare la struttura del campo gravitazionale intorno al buco nero con un dettaglio mai raggiunto, fornendo al contempo una tipo di verifica della teoria della relatività generale di Einstein finora impossibile.

Sotto questo aspetto, le prime osservazioni realizzate con GRAVITY sono già fantastiche. L’equipe di GRAVITY ha usato lo strumento per osservare la stella nota come S2 mentre orbita intorno al buco nero al centro della nostra galassia, con un peridodo di soli 16 anni. Queste osservazioni hanno dimostrato chiaramente la sensibilità di GRAVITY poichè sono bastati pochi minuti per vedere nitidamente la debole stella.

L’equipe sarà presto in grado di ottenere posizioni ultra-precise della stella sulla sua orbita, pari a misurare la posizione di un oggetto sulla Luna con una precisione del centimetro. Ciò permetterà di determinare se il moto intorno al buco nero segue o meno le previsioni della relatività generale di Einstein. Le nuove osservazioni mostrano che il Centro Galattico è un laboratorio ideale, il meglio che si possa sperare.

“È stato un momento fantastico per tutta l’equipe quando la luce della stella ha prodotto intereferenza per la prima volta – dopo otto anni di duro lavoro,” commenta l’investigatore principale di GRAVITY Frank Eisenhauer del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Garching, Germania. “Prima abbiamo stabilizzato l’interferenza su una stella vicina e forte, e pochi minuti dopo potevamo già vedere direttamente l’interferenza dalla stella debole – e poi tante pacche sulle spalle!” A prima vista nè la stella di riferimento nè la stella in orbita intorno al buco nero hanno compagni che complicherebbero le osservazioni e le analisi. “Sono sonde ideali,” spiega Eishehauer.

Il successo del funzionamento di GRAVITY arriva proprio al momento opportuno: infatti tra soli due anni, nel 2018, la stella S2 si troverà nel punto della sua orbita più vicino al buco nero, ad appena 17 ore-luce di distanza, e viaggerà a circa 30 milioni di chilometri all’ora, ossia al 2,5% della velocità della luce. A questa distanza gli effetti dovuti alla relatività generale saranno più evidenti e le osservazioni di GRAVITY forniranno i risultati più critici per la verifica della teoria. La prossima occasione per ripetere queste misure si ripresenterà solo tra 16 anni, il periodo di rivoluzione della stella intorno al centro galattico.

fonte: Eso.org