L’immagine del buco nero di M87 è la prima “foto” diretta dell’ambiente immediatamente attorno a un buco nero supermassiccio, ottenuta dalla collaborazione internazionale Event Horizon Telescope (EHT) nel 2019 -Credit Event Horizon Telescope Collaboration

M87* è il buco nero supermassiccio al centro della galassia ellittica gigante Messier 87 (M87), a circa 55 milioni di anni luce dalla Terra.
La massa di questo oggetto è di miliardi di volte quella del Sole. Proprio perché si tratta di un buco nero enorme, l’orizzonte degli eventi di M87* è talmente grande da risultare ben visibile attraverso i telescopi: questo lo rende più adatto all’osservazione rispetto a buchi neri più vicini ma molto più piccoli.

Cosa mostra la foto

Nell’immagine si vede un anello luminoso che circonda una regione centrale scura, chiamata “ombra del buco nero”. L’orizzonte degli eventi è il confine del buco nero: una volta oltrepassato l’orizzonte, i fotoni non possono più uscire e raggiungere l’osservatore. La parte scura della foto di M87* non è l’orizzonte degli eventi, ma una zona di maggior diametro chiamata “ombra” perché quasi nessun fotone riesce a raggiungerci a causa della gravità che curva le traiettorie della luce, catturando una grande parte dei fotoni.

L’anello intorno all’ombra appare più brillante su un lato perché il gas nel disco di accrescimento non è fermo, ma ruota a una frazione significativa della velocità della luce. La parte del disco che si muove verso l’osservatore viene amplificata da una combinazione di effetto Doppler relativistico ed effetti di “beaming”, cioè un fascio di luce concentrato nella direzione del moto: questo rende quel settore dell’anello molto più intenso dell’altro, che invece è in allontanamento e appare più debole.

Come è stata ottenuta l’immagine

L’immagine di M87* non è una foto nel senso abituale del termine, ma è la ricostruzione di un segnale radio registrato da una rete globale di radiotelescopi, l’Event Horizon Telescope.
Diversi radiotelescopi hanno osservato M87 contemporaneamente, raccogliendo le debolissime emissioni radio provenienti dal gas caldo vicino al buco nero; poi, con un enorme lavoro di calcolo, questi dati sono stati combinati e trasformati in un’immagine.
Il risultato finale è una mappa fedele di come la radiazione è distribuita attorno a M87*, tradotta in colori visibili per l’occhio umano.

Il diametro dell’anello osservato coincide, entro gli errori sperimentali, con quello previsto dalla relatività generale per un buco nero con la massa stimata di M87*.
Questa corrispondenza rafforza l’idea che la teoria di Einstein descriva correttamente la gravità anche in condizioni estreme.