Questo articolo è stato inserito nella sezione d'archivio "Sezione Aurea, spirale di Fibonacci e altre forme ricorrenti nell'Universo"

Quando l’analisi scientifica dei dati osservativi riesce a costruire un modello utilizzabile perfino degli alunni delle scuole medie inferiori, non deve assolutamente passare in silenzio. Soprattutto se esso permette di calcolare con ottima precisione (non inferiore a quella di metodi ben più complessi) la massa dei buchi neri galattici.

Spesso, illustrare un fenomeno fisico, con relazioni troppo semplici, sembra gettare “discredito” sul risultato. Troppo facile e banale… la Scienza deve sempre spaventare un po’… Se, però, i dati osservativi continuano a dare ragione alla semplicità anche coloro con un po’ di puzza al naso devono accettare la realtà… (del resto l'Universo ama le regole semplici e non perde occasione per dimostrarcelo!)

Sappiamo che non è affatto facile determinare la massa di un buco nero galattico. Innanzitutto, perché non emette luce e tutte le relazioni che legano massa e luminosità sono da scartare. E’ quindi necessario limitarsi a ciò che gli sta molto vicino: stelle che orbitano attorno a qualcosa che non si vede o dischi di accrescimento che lo “nascondono” ma lo indicano chiaramente. A parole è facile, ma non con i fatti… Non è assolutamente semplice andare a misurare qualcosa così vicino al centro di una galassia in cui regna, spesso, una grande confusione di gas e polvere. Sarebbe molto meglio poter leggere ciò che regola l’intera galassia (i buchi neri sono i veri motori e lo abbiamo detto spesso) attraverso caratteristiche ben più evidenti e facilmente misurabili.

Ancora una volta, dobbiamo chinare la testa e riferirci ai “grandi” dell’astrofisica, spesso giudicati ancora un po’ rozzi e impreparati nelle loro previsioni osservative. Non avevano certo la nostra tecnologia! Tuttavia, circa un secolo fa i signori James Jeans ed Edwin Hubble (mica Pinco e Pallino... QUI abbiamo parlato della sfera di Hubble) notarono che le galassie (che proprio Hubble giudicò definitivamente come oggetti alieni alla Via Lattea)  a spirale mostravano un’interessante relazione tra zona centrale a forma di bulbo (bulge) e i bracci della spirali.

In particolare, più il bulge era grande e più i bracci erano stretti, più il bulge era piccolo e più i bracci erano ampi e larghi. Dopo di allora, centinaia di migliaia (o addirittura milioni) di galassie hanno continuato (a volte con qualche risolino o ghigno di superiorità) a essere classificate come Sa, Sb, Sc e Sd, in relazione alla forma della spirale (Le Sd sono state aggiunte in seguito). Nella figura che segue vediamo uno schema di questa "vecchia", ma sempre giovane classificazione.

Una decina d’anni fa si cominciò a ipotizzare, con una certa cautela, che potesse esserci una qualche relazione tra massa del buco nero e tipo di spirale. Recentemente, lo studio si è intensificato, sfruttando anche il telescopio Hubble (nel ricordo del suo “papà” terrestre) e la relazione si è fatta nitida ed estesa soprattutto verso i tipi Sc e Sd, quelli con bulge molto piccolo e, quindi, con buco nero di piccola massa.

Oggi finalmente è apparsa una relazione estremamente facile da seguire e da applicare, anche e soprattutto a quel gruppo di galassie che dovrebbero possedere buchi neri intermedi, che ancora mancano all’appello.

La relazione può essere messa in grafico in modo talmente semplice che chiunque potrebbe trarne le conclusioni. Troppo semplice? Può darsi, ma sappiamo come ragiona l’Universo che non ama cose troppo complicate. D’altra parte, non è così assurdo pensare che minore è la massa del buco nero e meno schiavizzate sono le spirali, più libere di allargarsi. La strada verso i buchi neri tra le 100 e le 100 000 masse solari potrebbe essersi aperta.

Di seguito la figura non solo qualitativa della relazione trovata: un vero piccolo gioiello che, magari, non sarà accuratissimo ma, di sicuro, non è peggio di tanti programmi e modelli ultra elaborati.

Vale la pena mostrare come si ricavano certi parametri, dato che la difficoltà è molto relativa. Lo notiamo nella figura che segue dove si vede chiaramente la spirale logaritmica, la barra che dà l’inizio ad essa e la definizione dell’angolo Φ. Maggiori dettagli nell’articolo originale.

Che vi posso dire? Che sono molto contento di questa ricerca!