Gli scienziati studiano da anni un insolito oggetto cosmico che “funziona” come un buco nero, a quanto pare
Il problema è che questo oggetto —ipotetico. Gli scienziati non sono ancora riusciti a osservarli nello spazio. Se questi oggetti misteriosi esistano davvero è una grande domanda. Tuttavia, in uno studio recente, un fisico indiano potrebbe aver scoperto una nuova proprietà delle stelle di Buchdahl che potrebbe aiutare a rispondere a questa domanda.
Come "funzionano" i buchi neri?
In generale, gli astronomi sono d’accordo su questoi buchi neri esistono davvero. Gli scienziati stanno osservando prove della loro esistenza ovunque (High-Tech ha già scritto in precedenza sulla prova principale della loro esistenza).
L'idea di un artista del quartiere di un buco nero. Illustrazione: ESO/L. Calcata
Gli astronomi capiscono anche come si formano i neribuchi: questi sono i resti del catastrofico collasso gravitazionale di stelle massicce. Quando muoiono, nessuna forza in natura può sostenere il loro stesso peso. Pertanto, questi oggetti condannati continuano a “premersi” all’infinito.
Stelle morte
Tuttavia, gli scienziati non hanno ancora capito comeun oggetto può rimpicciolirsi senza trasformarsi in un buco nero. Gli astronomi sanno già dell'esistenza delle nane bianche, che “pesano” come il Sole, ma sono grandi quanto la Terra. I fisici stanno anche studiando la natura delle stelle di neutroni, che comprimono ulteriormente la massa della stella fino alle dimensioni di una città. Ma non è noto se esista un oggetto ancora più piccolo che sia riuscito a evitare di diventare un buco nero.
Stelle di Buchdal
Nel 1959, il fisico tedesco-australiano HansBuchdahl ha studiato come può comportarsi una “stella ideale” (che è un ammasso sferico ideale di materia) se viene compressa il più possibile. Man mano che l'ammasso di materia diventava sempre più piccolo, la densità dell'oggetto aumentava, il che rendeva più intensa l'attrazione gravitazionale. Utilizzando i calcoli della Teoria della Relatività Generale di Einstein, Buchdahl ha trovato un limite inferiore assoluto per le dimensioni di una "stella" che sia la più densa possibile senza trasformarsi in un buco nero. È pari a 9/4 della massa della “stella” moltiplicata per la costante gravitazionale di Newton (G) e divisa per la velocità della luce (299 792 458 m/s) al quadrato.
Quindi, grazie ai calcoli, lo scienziato ha ricevutol'oggetto più denso nello spazio. Ma se lo comprimi anche solo un po', il limite di Buchdahl verrà superato e la stella diventerà un buco nero. Al di sotto di questo valore, un oggetto dovrebbe sempre diventare un buco nero, almeno secondo la Relatività Generale.
Cosa ha scoperto lo scienziato?
Cerca oggetti esotici che si trovanoal limite di questo limite, le cosiddette stelle di Buchdahl, sono diventate una ricerca popolare sia per i teorici che per gli osservatori, ha condiviso Paul M. Sutter, professore ricercatore di astrofisica alla SUNY Stony Brook University e al Flatiron Institute a New York. In un nuovo studio, Naresh Dadhich, fisico del Centro interuniversitario di astronomia e astrofisica di Pune, in India, potrebbe aver scoperto una proprietà sorprendente che possiedono tali corpi. Ha parlato delle sue scoperte in un articolo pubblicato sul server di prestampa arXiv.org, che non è stato ancora sottoposto a revisione paritaria.
Illustrazione: NASA
Dadhich, che nomina le stelle di Buchdahl“simulatori di buchi neri”, hanno studiato cosa succede all’energia di un’ipotetica stella quando inizia a collassare in “oggetti di confine”. Dopo aver fatto i calcoli, scoprì qualcosa di sorprendente: nel momento in cui la stella raggiunse il limite di Buchdahl, l'energia cinetica totale era pari alla metà dell'energia potenziale.
Questo rapporto vale per moltisituazioni in astronomia in cui la forza di gravità è in equilibrio con le altre. Ciò significa che, teoricamente, le stelle di Buchdahl possono esistere come oggetto stabile con proprietà già ben studiate.
"L'orizzonte degli eventi del buco nero sta bloccando il nostroun'idea di cosa c'è dentro. Ma possiamo studiare di cosa sono fatte le stelle di Buchdahl. In questo modo possiamo capire com'è l'interno di un buco nero», spiega l'autore dello studio a WordsSideKick.com.
Ultimo problema
Trovare la stella di Buchdahl è un'altra questione.Ad oggi, non è nota alcuna disposizione della materia che possa creare un simile oggetto. Ma la ricerca di Dadich suggerisce come potrebbe funzionare. Saranno necessarie ulteriori ricerche per capire quali altre proprietà hanno questi oggetti esotici e cosa possono dire agli scienziati sui buchi neri.
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