Sagittarius A*

Sagittarius A* è il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea — il punto immobile attorno a cui l'intera galassia, incluso il nostro Sole, ruota lentamente. Possiede circa 4,3 milioni di volte la massa del Sole, eppure tutto ciò è compresso in una regione non più larga dell'orbita di Mercurio, a circa 27.000 anni luce di distanza in direzione della costellazione del Sagittario.

Il suo nome (pronunciato 'Sagittarius A-star') non è come quello di nessun pianeta: l'asterisco segna la compatta e brillante sorgente radio sepolta all'interno del più ampio complesso Sagittarius A. Nel 2022 divenne solo il secondo buco nero mai fotografato direttamente, unendosi al gigante nella galassia M87 — ma questo si trova nel nostro stesso cortile cosmico.

Non un luogo, ma un confine

Un buco nero non ha superficie. Ciò che chiamiamo la sua 'dimensione' è l'orizzonte degli eventi — il confine a senso unico da cui nemmeno la luce può sfuggire. Per una massa di 4,3 milioni di Soli, quell'orizzonte ha un raggio di circa 12,7 milioni di km, grosso modo diciotto volte la larghezza del Sole e abbastanza piccolo da stare comodamente dentro l'orbita di Mercurio. Tutto ciò che sta all'interno ci resta nascosto per sempre.

Sagittarius A* è un buco nero rotante, o di Kerr. La modellazione del suo flusso di accrescimento e dei suoi bagliori a raggi X suggerisce che possa ruotare abbastanza velocemente — le stime si concentrano in un intervallo di circa 0,5-0,9 su un massimo teorico di 1 — il che significa che trascina con sé il tessuto stesso dello spazio, sebbene la cifra esatta resti incerta. Non ha una 'temperatura' nel senso ordinario, ma il sottile plasma che vi spiraleggia attorno è riscaldato a circa dieci miliardi di gradi, irradiando la luce grazie alla quale possiamo vederlo.

La fotografia che ha richiesto un pianeta intero

Il 12 maggio 2022 la collaborazione Event Horizon Telescope svelò la prima immagine diretta di Sagittarius A*: un luminoso anello arancione di gas surriscaldato che circonda un'ombra centrale scura. L'ombra si estende per appena 51,8 microsecondi d'arco nel cielo — la collaborazione paragonò la sfida a individuare una ciambella sulla superficie della Luna.

Nessuna singola antenna avrebbe potuto risolvere qualcosa di così minuscolo. Invece, otto osservatori radio sparsi dal deserto di Atacama in Cile alla Spagna, alle Hawaii, all'Arizona, al Messico e al Polo Sud furono collegati in un telescopio virtuale grande quanto l'intera Terra, tutti puntati verso il centro galattico durante l'aprile 2017. Il gas attorno a Sgr A* sfreccia a una velocità prossima a quella della luce e completa un'orbita in pochi minuti, per cui il suo aspetto tremolava persino mentre i dati venivano raccolti — una delle ragioni per cui ci vollero cinque anni in più di analisi rispetto alla precedente immagine di M87.

Le stelle che l'hanno tradito

Molto prima di qualsiasi fotografia, il buco nero si rivelò attraverso la gravità. Per decenni, due team — guidati da Reinhard Genzel in Germania e Andrea Ghez negli Stati Uniti — usarono i più grandi telescopi del mondo per tracciare singole stelle che sfrecciavano attorno a un punto invisibile al centro galattico. Una stella, catalogata S2, corre attorno a Sgr A* su un'orbita stretta di 16 anni, e nel maggio 2018 oscillò fino a circa 18 miliardi di km da esso a quasi il tre percento della velocità della luce.

La luce stellare veniva stirata verso lunghezze d'onda più rosse mentre risaliva fuori dalla gravità del buco nero — uno spostamento verso il rosso gravitazionale esattamente come previsto dalla relatività generale di Einstein. Queste orbite stellari decennali stabilirono con precisione la massa entro una frazione di punto percentuale e valsero a Genzel e Ghez una quota del Premio Nobel per la Fisica 2020, insieme a Roger Penrose.

Un mostro sorprendentemente quieto

Per la sua mole, Sagittarius A* è straordinariamente calmo. Non sta facendo a brandelli stelle né emettendo radiazione su scala da quasar; inghiotte solo circa un centomillesimo di massa solare di materiale all'anno, e gran parte anche di quello viene scagliata di nuovo fuori prima di poter cadere dentro. Rispetto ai buchi neri attivamente in fase di alimentazione in galassie distanti, il nostro è praticamente dormiente.

Non è però del tutto silenzioso. Telescopi spaziali come Chandra e NuSTAR della NASA lo colgono regolarmente mentre si illumina in raggi X — brevi accensioni ritenute provenire da attività magnetica nel gas in caduta. Ci sono anche indizi, in antichi echi di luce, che Sgr A* fosse molto più attivo circa due secoli fa.

Da segnale radio a ancora galattica

Sgr A* fu scoperto il 13 e il 15 febbraio 1974 da Bruce Balick e Robert Brown, che rilevarono una sorgente radio insolitamente compatta al centro galattico usando un interferometro radio a Green Bank. Brown coniò in seguito il nome — aggiungendo l'asterisco per segnalare che la sorgente era 'eccitante', per analogia con la notazione degli atomi eccitati — e il nome rimase.

Oggi si comprende che quel debole punto radio segna l'ancora gravitazionale della Via Lattea: un fulcro attorno a cui orbitano diverse centinaia di miliardi di stelle, il nostro Sole tra queste, impiegando circa 230 milioni di anni a completare un singolo giro.

Perché non lo si può vedere

A differenza di un pianeta o di una cometa, Sagittarius A* è impossibile da individuare a occhio. Si trova dietro spesse nubi di polvere interstellare che bloccano quasi completamente la luce visibile, motivo per cui fu scoperto nelle onde radio e viene studiato oggi nel radio, nell'infrarosso e nei raggi X piuttosto che nella banda ottica. Ciò che si può fare è guardare verso la costellazione del Sagittario, bassa nel cielo estivo dall'emisfero settentrionale, e sapere che le più dense nubi stellari della Via Lattea nascondono lì, al loro centro esatto, un'ombra di quattro milioni di masse solari che ha richiesto un telescopio grande quanto un pianeta per essere fotografata.