Gli astronomi potrebbero presto essere in grado di rilevare coppie di buchi neri supermassicci bloccati in una spirale mortale, non attraverso le onde gravitazionali, ma osservando come deformano la luce delle stelle. Un nuovo metodo sfrutta la lente gravitazionale – la deflessione della luce attorno a oggetti massicci – per rivelare queste coppie cosmiche nascoste molto prima che rilevatori spaziali dedicati come LISA diventino operativi.
La danza invisibile dei centri galattici
La maggior parte delle galassie più grandi ospitano al loro interno un buco nero supermassiccio, che va da milioni a miliardi di volte la massa del nostro Sole. Quando le galassie si scontrano, questi buchi neri possono cadere in orbita l’uno attorno all’altro, per poi fondersi. Attualmente, i buchi neri binari identificati sono ampiamente separati, ma l’azione reale avviene più vicino. Rilevare queste coppie più vicine è difficile; I metodi esistenti si basano su futuri osservatori di onde gravitazionali come LISA dell’Agenzia spaziale europea o TianQin cinese.
Come il lensing rivela l’invisibile
La chiave sta nel modo in cui i buchi neri binari distorcono lo spaziotempo. Un singolo buco nero richiede un perfetto allineamento con la luce delle stelle, ma una coppia offre una possibilità di amplificazione molto più elevata. Mentre i buchi neri orbitano, creano una “curva caustica” mutevole – una regione in cui la luce viene intensamente amplificata. Le stelle che passano attraverso questa curva lampeggiano periodicamente, apparendo più luminose man mano che la sostanza caustica le investe.
“Le probabilità che la luce stellare venga enormemente amplificata aumentano enormemente per un sistema binario rispetto a un singolo buco nero.” – Bence Kocsis, Università di Oxford
Questo effetto crea una firma distintiva: ripetute esplosioni di luce stellare, visibili nel corso degli anni, che distinguono questi sistemi da altri eventi cosmici. La forma e il movimento della curva caustica codificano informazioni sulle masse dei buchi neri e sul decadimento orbitale. Man mano che si avvicinano a spirale, il segnale della lente cambierà in frequenza e luminosità, fornendo ulteriori indizi.
Il futuro della caccia ai buchi neri
Sebbene l’osservazione di ogni singolo sistema sia limitata a una singola istantanea, le indagini del cielo notturno consentiranno un censimento più ampio. Si prevede che l’Osservatorio Vera C. Rubin in Cile e il telescopio spaziale romano Nancy Grace (lanciato nel 2027) rileveranno molti di questi eventi di lensing. Queste osservazioni potrebbero poi essere combinate con i dati di LISA (operativo nel 2030) per creare una mappa dettagliata della fusione dei buchi neri nell’universo.
Il rilevamento di questi giganti nascosti non solo confermerà i modelli teorici, ma aprirà anche nuove strade per testare la gravità e la fisica dei buchi neri in ambienti estremi. Questo metodo promette di fornire un nuovo potente strumento per svelare alcuni dei misteri più profondi dell’universo.
