Un buco nero è una regione dello spazio in cui la gravità è così intensa da impedire alla luce di uscire. È il risultato del collasso gravitazionale di una stella massiccia o di una regione di spazio di alta densità.
I buchi neri si originano quando stelle massicce (almeno 8 masse solari circa), al termine della loro evoluzione, esplodono come supernova. Una volta giunte al termine della loro vita, il nucleo di queste stelle implode sotto il peso dell'enorme quantità di materiale che lo sovrasta.
I buchi neri vengono classificati in base alla loro massa e vengono divisi in buchi neri stellari buchi neri supermassicci:
Definizione: I buchi neri supermassicci sono una categoria speciale di buchi neri presenti nel centro delle galassie, caratterizzati da una massa estremamente elevata.
Origine della massa: Si ipotizza che possano crescere attraverso la fusione di buchi neri stellari più piccoli, l'accumulo di gas e stelle, o una combinazione di entrambi questi processi.
Ubicazione: Comunemente localizzati al centro delle galassie, occupano una posizione centrale nell'universo galattico.
Massa: La massa dei buchi neri supermassicci supera significativamente quella dei buchi neri stellari, che si formano dal collasso di stelle massicce.
Influenza sulla galassia: Hanno un impatto significativo sull'evoluzione delle galassie, influenzando processi come l'assorbimento di materia, la produzione di radiazioni e la regolazione della formazione stellare nelle loro vicinanze.
Rilevazione: La presenza dei buchi neri supermassicci viene spesso individuata osservando i movimenti stellari o del gas nelle regioni centrali delle galassie, utilizzando tecniche come la spettroscopia o l'osservazione dei flussi di materia circostante.
Formazione: Si formano quando una stella massiccia termina il suo combustibile nucleare e non può più bilanciare la pressione di radiazione con la forza di gravità. Questo causa il collasso del nucleo stellare, dando origine a un buco nero stellare.
Massa: I buchi neri stellari hanno tipicamente una massa compresa tra 3 e 20 volte quella del Sole. Le stelle con masse superiori a questa soglia hanno una maggiore probabilità di evolvere in buchi neri stellari alla fine del loro ciclo vitale.
Dimensioni: Nonostante la loro incredibile densità, i buchi neri stellari sono relativamente compatti. La dimensione del loro "orizzonte degli eventi" è principalmente determinata dalla massa del buco nero.
Invisibilità diretta: A causa della mancanza di emissione di luce, i buchi neri stellari sono generalmente invisibili. Tuttavia, la loro presenza può essere rivelata attraverso gli effetti gravitazionali che esercitano su oggetti vicini, come le stelle che orbitano attorno ad essi.
Orizzonte degli eventi
Disco di accrescimento
Jet
Singolarità
RIngularity
Ergosfera
Il buco nero più grande che conosciamo nell'universo si chiama TON 618, ha una massa di 66 miliardi di Soli. Appartiene alla categoria dei buchi neri supermassicci, anche se per masse così grandi alcuni astronomi parlano di buchi neri ultramassicci. È così grande che il suo raggio è 25 volte maggiore della distanza tra il Sole e Plutone! TON 618 alimenta un quasar estremamente luminoso, la cui luce viaggia per ben 11 miliardi di anni prima di raggiungerci. TON 618 si chiama così perché è l'oggetto numero 618 del Catalogo Tonantzintla, un registro di corpi celesti pubblicato dall'Osservatori di Tonantzintla in Messico. Si trova nella direzione della costellazione dei Cani da Caccia.
Sagittarius A* (abbreviato in Sgr A*) è il nome di un buco nero particolarmente intenso e compatto che si osserva al centro della nostra galassia. Man mano che è cominciato a sorgere il sospetto che lì in mezzo ci fosse un buco nero supermassiccio, il nome è passato a indicare quest’oggetto. La radiazione in banda radio è data dal materiale che, vorticando attorno al buco nero centrale, si surriscalda ed emette energia sotto forma di radiazione. questo nome gli viene dato perchè si trova nell'area del sagittario. Questo gigante dista da noi ben 27 mila anni luce ed e grande ben 4 milioni di volte le masse solare.
La radiazione di Hawking è un processo in cui coppie di particelle e antiparticelle vengono create vicino all'orizzonte degli eventi di un buco nero. Se una particella cade nel buco nero mentre l'altra sfugge, si chiama radiazione di Hawking. Questa radiazione fa perdere massa al buco nero nel tempo, portandolo alla sua evaporazione. Non è la materia che è caduta nel buco nero a causare la radiazione, ma piuttosto particelle di nuova creazione che sottraggono massa ad esso.
Gli scienziati hanno scoperto un oggetto cosmico estremamente luminoso alimentato da un buco nero supermassiccio. I quasar (contrazione di QUASi-stellAR radio source, cioè "radiosorgente quasi stellare", inizialmente acronimo di quas(i-st)ar «quasi stella» ) veri e propri nuclei di galassie in cui il buco nero centrale mangia letteralmente il gas che gli sta intorno. Al centro della maggior parte delle galassie c’è sempre un buco nero supermassiccio: un’area, cioè, in cui la gravità è così forte da inghiottire qualsiasi cosa, compreso il gas circostante. La luce prodotta da questo fenomeno è così forte da nascondere quella generata da tutte le stelle della galassia in questione. Il termine quasar fu coniato dall'astrofisico Hong-Kong Yee Chiu nel 1964.
Quando parliamo dei buchi neri, ci riferiamo a zone nello spazio dove la forza di gravità è così forte che nemmeno la luce può sfuggirne. All'interno di un buco nero, lo spazio e il tempo si comportano in modi molto strani, come previsto dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein. La presenza di un buco nero può causare una curvatura dello spazio e del tempo intorno ad esso, che viene chiamata "spazio-tempo distorto". Questo rende le leggi fisiche che regolano il movimento degli oggetti nello spazio e il passare del tempo molto diverse da quelle che siamo abituati a vedere.
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