Un buco nero è una regione dello spazio con una gravità così intensa che nulla, nemmeno la luce, può sfuggire.
Si forma quando una grande quantità di massa viene concentrata in uno spazio incredibilmente piccolo, spesso a seguito del collasso di una stella di grandi dimensioni quando stelle molto più grandi del nostro Sole esauriscono il loro combustibile nucleare e implodono.
Senza la pressione che spinge verso l’esterno, la gravità fa collassare il nucleo della stella su se stesso e il collasso del nucleo può causare un’esplosione chiamata supernova, che espelle gli strati esterni della stella mentre, contemporaneamente, il nucleo rimanente, a condizione che sia abbastanza massiccio, si comprime fino a diventare un buco nero.
Al centro del buco nero si trova un punto infinitamente denso chiamato singolarità, dove si concentra tutta la massa mentre all’esterno si forma l’orizzonte degli eventi che rappresenta il limite di non ritorno intorno alla singolarità.
Una volta superato l’orizzonte degli eventi non si può più sfuggire all’attrazione del buco nero tuttavia i buchi neri con la loro gravità molto potente non risucchiano tutto indiscriminatamente.
Ad esempio se il Sole fosse sostituito da un buco nero della stessa massa, la Terra continuerebbe a orbitare senza essere risucchiata.
La gravità del buco nero è così potente che curva lo spazio attorno a sé, deviando la luce che passa vicino.
Questo effetto può far apparire distorte o ampliate le galassie che si trovano dietro il buco nero come se le osservassimo attraverso una gigantesca lente: questo effetto secondario ci ha permesso di scoprire l’esistenza di molti buchi neri.
Alcuni buchi neri sono supermassicci e il più grande conosciuto è TON 618, con una massa 66 miliardi di volte quella del Sole.
Si stima che la sua massa sia maggiore di quella di tutte le stelle della Via Lattea messe insieme pari a 66 miliardi di masse solari.
Si trova nella costellazione dei Cani da Caccia quindi è un quasar estremamente distante, situato a circa 18 miliardi di anni luce dalla Terra.
La sua ombra ha un diametro circa 112 più grande dell’intero sistema solare pari a 2600 unità astronomiche.
Un’altra scoperta nello spazio è una lente gravitazionale simile a una croce, chiamata Croce di Einstein un fenomeno astronomico causato dall’effetto lente gravitazionale, in cui la luce di una galassia o quasar distante viene deviata e deformata dalla gravità di un oggetto massiccio (come un’altra galassia o un buco nero) che si trova in primo piano.
Questo crea tipicamente quattro immagini distinte della sorgente lontana, disposte a forma di croce, e una quinta immagine al centro, particolarmente rara da osservare.
Oggetti estremamente massicci come galassie, ammassi di galassie e buchi neri supermassicci, deformano lo spaziotempo circostante, proprio come una palla su un lenzuolo teso.
La luce che proviene da una sorgente lontana viene deviata, piegata e ingrandita da questa curvatura dello spaziotempo generando immagini multiple.
Quando l’allineamento tra la sorgente lontana, la lente gravitazionale e l’osservatore sulla Terra è quasi perfetto, il risultato è la formazione di quattro immagini della sorgente, che appaiono disposte a formare una croce: questo fenomeno è chiamato effetto lente gravitazionale ed è stato previsto dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein, che ipotizzò la possibilità di osservare questi rari allineamenti.
Per questo motivo viene chiamato croce di Einstein.
L’osservazione di queste croci aiuta gli astronomi a studiare la distribuzione della materia, compresa la materia oscura, che non emette luce ma possiede un effetto gravitazionale in pratica le croci di Einstein offrono un modo per studiare fenomeni lontani nell’universo e comprendere meglio la struttura su larga scala del cosmo.