Una equipe di scienziati ha individuato un sistema per visualizzare meglio la radiazione di Hawking
In natura è ormai chiaro che niente dura per sempre. Strano a dirsi ma questo principio si può anche applicare ai buchi neri. Anche questi corpi celesti, infatti, nel corso degli anni tendono ad evaporare, come già accade ad altri grandi oggetti nell’Universo. Tutto questo è causato dalle Hawking Radiation, che prendono il nome di Stephen Hawking, che teorizzò proprio l’esistenza di queste radiazioni negli anni ’70. Il problema è che la radiazione di Hawking non è mai stata osservata in modo dettagliato e quindi si possono solo ipotizzare determinati meccanismi.
Il contenuto dell’articolo pubblicato dai tre ricercatori
Un trio di ricercatori europei, però, sembrano aver trovato un modo per visualizzare la radiazione di Hawking. Il loro studio è stato pubblicato all’interno di un articolo intitolato “Measuring Hawking Radiation from Black Hole Morsels in Astrophysical Black Hole Mergers”. Le fusioni dei buchi neri furono previste molto tempo fa ma non furono mai osservate. La teoria ha dimostrato che queste fusioni dovrebbero rilasciare potenti onde gravitazionali. Nel 2015, l’osservatorio LIGO ha rilevato la prima fusione. Adesso però gli scienziati avrebbero trovato il modo per visualizzarne altre. Nel loro articolo pubblicato su una eminente rivista scientifica, i ricercatori affermano che queste fusioni sono una finestra sulla radiazione di Hawking (HR). Quando i buchi neri si fondono, possono creare i cosiddetti buchi neri “morsel” (bocconcini) delle dimensioni di asteroidi che vengono espulsi nello spazio. Le loro piccole dimensioni dovrebbero rendere rilevabile la loro “frequenza cardiaca”.
Cosa si è scoperto
L’HR proveniente da questi piccoli BH produce raggi gamma con una particolare “impronta digitale” di fotoni ad alta energia. Nel loro studio, i ricercatori hanno sondato le conseguenze osservative della produzione di un gran numero di piccoli bocconcini di BH durante un evento catastrofico come la fusione di due BH astrofisici. Si è scoperto che la radiazione di Hawking derivante da questi pezzetti di BH dà origine a lampi di raggi gamma (GRB) che possiedono un’impronta digitale distintiva. Quando i pezzetti del buco nero evaporano, emettono particelle in uno schema a simmetria sferica. Finché il BH fuso più grande non blocca la loro vista, le particelle HR rimangono ben visibili. L’energia dei fotoni provenienti dalle esplosioni supera la scala dei trilioni di elettronvolt (TeV).
Le questioni ancora irrisolte
I ricercatori affermano che il livello di energia dei lampi di raggi gamma provenienti da questi buchi è rilevabile dai telescopi atmosferici Cherenkov come l’osservatorio di raggi gamma High-Altitude Water Cherenkov (HAWC). HAWC osserva i fotoni in un intervallo compreso tra 100 GeV e 100 TeV. Rimangono ancora però molte questioni irrisolte. Gli autori affermano che questi bocconi BH emetteranno la maggior quantità di energia in prossimità del loro tempo di evaporazione. Ma quando pezzetti di BH vengono emessi nell’intenso ambiente gravitazionale di una fusione di BH, la loro radiazione di Hawking potrebbe risultarne influenzata.
Lo stesso vale se i morsel vengono emessi a velocità relativistiche. Entrambi questi fattori potrebbero alterare i loro spettri prima che raggiungano i nostri rilevatori. Ci sono punti nel Modello Standard della Fisica delle Particelle in cui le cose falliscono a causa della nostra mancanza di comprensione. Gli autori sottolineano che alcuni nuovi fenomeni fisici mai osservati prima potrebbero anche distorcere gli spettri di piccoli buchi neri, rendendoli difficili da osservare.
C’è un altro aspetto davvero interessante in questi buchi neri delle dimensioni di un asteroide. Poiché la fisica nell’Universo primordiale era diversa, è possibile che siano stati creati allora. Se lo fossero, e se ormai non fossero evaporati, potrebbero costituire la materia oscura. Ovviamente rimangono ancora molte questioni irrisolte che gli scienziati potrebbero svelare con ulteriori approfondimenti negli anni a venire.
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