Il centro della Via Lattea nel mirino di GRAVITY

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Appena installato, il nuovo strumento del telescopio VLT dell’ESO ha dimostrato una sensibilità sufficiente a mappare con precisione il campo gravitazionale nelle immediate vicinanze del buco nero al centro della nostra galassia. Questo permetterà di testare entro il 2018 le previsioni della teoria generale della relatività con un’accuratezza mai raggiunta. Le prime osservazionii di GRAVITY,  il nuovo strumento installato al VLT (Very Large Telescope) dell’European Southern Observatory (ESO), confermano che sarà presto possibile osservare la per la prima volta due distinti effetti relativistici per una stella in orbita intorno a un buco nero.

Già al suo primo test GRAVITY ha infatti mostrato di poter fornire dati di eccezionale qualità su una stella, nota come S2, che orbita  con un periodo di soli 16 anni intorno al buco nero da 4 milioni di masse solari che si trova al centro della Via Lattea.

Rilevando con grande precisione il comportamento delle stelle che si muovono vicino al buco nero, GRAVITY permetterà di definire con accuratezza il suo campo gravitazionale.

S2 è stata scelta come prima stella da osservare perché è molto debole e vicina al buco nero – la cui posizione esatta è nota fin dal 2002 – e permette quindi di testare la sensibilità dello strumento.

Il centro della Via Lattea nel mirino di GRAVITY
Rappresentazione artistica del passaggio della stella S2, la cui orbita è indicata dalla curva rossa, nelle immediate vicinanze del buco nero, la cui posizione è segnalata con un traguardo anch’esso in rosso. (Cortesia ESO/L. Calçada)

Inoltre, nel 2018 S2 si troverà nel punto più vicino al buco nero, ad appena 17 ore-luce di distanza, e viaggerà a circa 30 milioni di chilometri all’ora, il 2,5 per cento della velocità della luce. A quella distanza gli effetti relativistici dovrebbero essere particolarmente intensi, permettendo di scoprire se i valori delle due quantità che i ricercatori intendono misurare – il redshift gravitazionale e la precessione del pericentro – sono in linea con quanto previsto dalle equazioni della teoria di Einstein.

Il redshift gravitazionale è lo spostamento verso il rosso della luce proveniente dalla stella, causato dall’enorme campo gravitazionale del buco nero supermassiccio che ostacola la fuga della luce in direzione opposta al buco nero. La precessione del pericentro è la deviazione dalla forma ellittica dell’orbita della stella, dovuta sempre al campo gravitazionale. Questo fenomeno è stato già osservato, ma in misura molto più debole, per l’orbita di Mercurio intorno al Sole.

Lo strumento GRAVITY, permette di combinare le osservazioni dei quattro telescopi da 8.2 metri del VLT, consentendo così di  raggiungere la stessa risoluzione spaziale e precisione di un telescopio di 130 metri di diametro. L’accuratezza delle sue rilevazioni corrisponde a quella necessaria per  misurare la posizione di un oggetto sulla Luna con una precisione del centimetro

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