Mappatura GPS dello Spazio-Tempo intorno a un buco Nnero

AUTORE: Avi Loeb – 11 Febbraio 2026 – Vai all’articolo originale LINK

Puntamenti del Telescopio Robert C. Byrd Green Bank nella regione del Centro Galattico attorno al buco nero supermassiccio, Sagittarius A*, con un mosaico di intensità totale sovrapposto della regione a una frequenza di 1,28 gigahertz dall’osservatorio radio MeerKAT. Il puntamento centrale, etichettato come A00, indica la posizione del centro galattico a l = 0°, b = 0°. (Credito immagine: K. Perez et al. 2026)

Il modo ideale per mappare lo spaziotempo attorno a un buco nero è tramite un Sistema di Posizionamento Globale (GPS) con una collezione di orologi precisi che viaggiano attraverso questo spaziotempo. Questa è stata la mia intuizione nel 2003, quando mi sono avvicinato al ricercatore post-dottorato Eric Pfahl e gli ho suggerito di scrivere un articolo sulla fattibilità di una mappatura del genere come test della teoria della Relatività Generale di Albert Einstein.

La mia idea era di utilizzare una popolazione di pulsar millisecondo come una rete di GPS naturali attorno al buco nero supermassiccio, Sagittarius A*, al centro della galassia della Via Lattea. Osserviamo stelle massicce formarsi da gas denso in quella regione e sappiamo che queste stelle hanno una vita breve.

Il gruppo stellare osservato attorno a questo buco nero di 4,3 milioni di masse solari dovrebbe aver lasciato resti di stelle di neutroni. Una stella di neutroni contiene circa 1,4 masse solari all’interno di un diametro dell’ordine di 24 chilometri, paragonabile alla lunghezza dell’isola di Manhattan. Questo residuo compatto è un relitto di stelle progenitrici più massicce di 8 masse solari e somiglia a un gigantesco nucleo atomico, composto da neutroni a densità nucleare. Le stelle di neutroni possono ruotare fino a una velocità limite senza rompersi, corrispondente a un periodo dell’ordine di mezzo millisecondo (=0,0005 secondi). La loro rotazione stabile li rende eccellenti orologi con una precisione di una parte su un trilione, comparabile agli orologi atomici comuni. Il tasso di ticchettio di questi orologi precisi può essere rilevato nel cielo, poiché alcune stelle di neutroni producono un raggio radio stabile che è disallineato con l’asse di rotazione e attraversa periodicamente il cielo come un faro. Si chiamano pulsar radio.

Un’illustrazione di un artista di un pulsar, dove un raggio radio disallineato con l’asse di rotazione di una stella di neutroni, attraversa periodicamente il cielo come un faro. (Credito immagine: Mark Garlick/Science Photo Library)

Il risultato finale, intitolato “Probing the Spacetime Around Sagittarius A* With Radio Pulsars“, è stato pubblicato nel 2004 e può essere trovato qui. Sosteneva che i pulsar radio più luminosi vicino a Sagittarius A* potrebbero essere rilevabili con i telescopi attuali nelle ricerche di periodicità a frequenze radio vicino ai 10 gigahertz, dove gli effetti di diffusione da parte degli elettroni interstellari sono modesti. Osservazioni di lungo termine del timing di un tale pulsar rivelerebbero chiaramente il suo movimento attorno al buco nero e potrebbero mostrare gli effetti della gravità relativistica di Einstein. Abbiamo discusso di come il timing dei pulsar possa essere utilizzato per studiare lo spaziotempo intorno al buco nero centrale.

Questa proposta è stata pubblicata 22 anni fa. Il 10 febbraio 2026, un nuovo articolo guidato da Karen Perez (disponibile qui) ha riportato la scoperta di un candidato pulsar millisecondo a seguito della ricerca radio più profonda nella regione del centro galattico, condotta dal Robert C. Byrd Green Bank Telescope. Il sondaggio ha operato nella banda di frequenza radio di 8–12 gigahertz, utilizzando dati dall’iniziativa Breakthrough Listen.

Dopo una ricerca completa della periodicità mirata ai pulsar radio, il sondaggio era abbastanza sensibile da rilevare i pulsar più luminosi previsti nel centro galattico. Tra 5282 sorgenti, i ricercatori hanno identificato un interessante candidato pulsar con un periodo di 8,19 millisecondi, persistente nel tempo e nella frequenza, e lo hanno contrassegnato per una verifica di follow-up.

La scarsità di pulsar radio rilevati vicino a Sagittarius A* rafforza la preoccupazione espressa nel mio articolo originale che l’intensa diffusione causata dal denso gas interstellare nel centro galattico oscura i segnali dei pulsar. Inoltre, l’estrema accelerazione orbitale molto vicina al buco nero centrale potrebbe distorcere i segnali periodici e rendere difficile la loro rilevazione.

Il progresso scientifico a volte avviene a un ritmo glaciale. Sono felice di aver messo un mattone 22 anni fa nel progetto di costruzione che giovani scienziati come Karen Perez stanno portando avanti ora. In una conversazione recente, mi è stato chiesto in quale periodo storico preferirei vivere, se avessi la scelta. La mia risposta è stata: “nel futuro.” Quando mi è stato chiesto “perché?”, ho spiegato che sono ottimista che il futuro sarà migliore del passato grazie ai progressi scientifici.

Il collasso delle stelle alla fine della loro vita porta a resti compatti, come le nane bianche, le stelle di neutroni o i buchi neri. Questa immagine appena elaborata dal Telescopio Spaziale Hubble della NASA/ESA mostra la Nebulosa Uovo, una struttura di gas e polvere creata quando una stella simile al Sole si avvicina alla fine della sua vita. Questo Uovo alla fine si schiuderà, rivelando una nana bianca al suo interno. (Credito immagine: HST/NASA/ESA)