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The term Black Hole has only recently beencoined. It was first used in 1969 by the physicistJohn Wheeler and described effectively a two-century old idea.

The studies began in 1783, when John Mitchell,one of the great forgotten scientists of the XVIIIcentury published an essay in The Philosophical

transactions of the Royal Society of London wherehe stated that a star with a large mass and densitywould present such a gravity as to prevent lightfrom getting out. A beam of light emitted from thesurface of this star would be drawn back by thestar gravitational attraction. Mitchell understoodthat a great lot of stars with such characteristicscould exist. His great intuition was to imagine thatthe light leaves a star as we consider it a rocketleaving the surface of the planet. To completely es-cape Earths gravitational attraction and travel

through space, a rocket needs a 11/Km/sec velocityn upwards, that is to say, more than the terrestrialgravity attracts it downwards. Mitchell knew noth-ing about rockets on the moon but he did knowthat, theoretically a largest star could exert a gravi-tational attraction such as to swallow the light raysthat travel at the speed of 300,000 Km/s. JohnMitchell calculated that in a celestial a body with abig mass the gravity would be such as to preventlight to escape from its surface, and theorized thatan object with the bigger mass than the universe

could be invisible. In 1795, the great French mathe-matician Pierre Simon de Laplace calculated thatlight could not have got out of quite massive bod-ies, the dark bodies as he called them. However, itwas only in 1939 that scientists found out that BlackHoles could really exist, and in the atomic era itfinally became known how a black hole is formed.In 1939 J. Robert Oppenheimer and a student ofhis, Hartland Snyder, showed that a cold, big massstar is bound to collapse indefinitely, thus becominga Black Hole. Oppenheimer and Snyders work,which came out almost contemporarily to Oppen-heimer-Volkoffs about neutron stars, drew the

Il termine buco nero ( black hole) stato co-

niato solo di recente. Esso fu creato nel 1969 dalfisico JohnWheeler. Questo termine descrivevaefficacemente unidea di almeno due secoli pri-ma. Gli studi sui buchi neri ebbero inizio nel 17-83, quando John Michell, uno dei grandi scien-ziati dimenticati del XVIII secolo, pubblic nelle

Philosophical transactions of the Royal Society

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ClaudioArenaLiceo Statale Enrico Boggio Lera

Via Vittorio Emanuele 346, Catania, Italy

www.liceoboggiolera.it

claudio.arena@email.it

I BUCHI NERIBLACK HOLES

MAIN PHASES OF STAR EVOLUTIONFASI PRINCIPALI DELLEVOLUZIONE STELLARE

REPRESENTATION OF A BLACK HOLERAPPRESENTAZIONE DI UN BUCO NERO

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same conclusions: black holes could exist. Theycould be real objects, not only mathematic games ofpeople sharing an interest in Einsteins theory. Inthe Sixties, when Einsteins theory of general rela-tivity came back in fashion, black holes were thor-

oughly studied and their features clarified in detail.Furthermore, in the mid-sixties, scientists calculatedthat there cant be stable dead stars bigger than threesolar masses and as we commonly observe stars(not yet collapsed) which have much bigger masses,astrophysicists have taken into serious considera-tion the idea that black holes are scattered about inthe cosmic space. To completely understand how ablack hole is generated, men have had to wait andlive the atomic era, when scientists began to com-prehend what happens inside a star. A star is com-posed of three main parts: the visible surface,called photosphere, a gas mass containing most of

of London un saggio in cui precisava che unastella di massa e densit abbastanza grandi avreb-be avuto una gravit tale che la luce non avrebbepotuto uscirne. Un raggio di luce emesso dallasuperficie della stella sarebbe stato trascinatoallindietro dallattrazione gravitazionale dellastella. Michell cap che poteva esistere un grannumero di stelle con queste caratteristiche. La suagrande intuizione fu quella di immaginare la luceche lascia una stella simile a un razzo che lascia

la terra. Per sfuggire completamente allattrazio-ne gravitazionale terrestre e viaggiare nellospazio un razzo ha bisogno di una velocit versolalto di 11 km/s, cio superiore alla forza con cuila gravit lo attrae verso il basso. Michel nonsapeva nulla di razzi sulla luna, ma sapeva che inteoria una stella molto grande poteva avere unat-trazione gravitazionale tale da inghiottire i raggiluminosi che viaggiano alla velocit di 300.000km/s. John Michel calcol che in un corpo conuna massa molto grande la gravit sarebbe tale

da impedire alla luce di sfuggire dalla sua super-ficie e ipotizz che loggetto con la massa pigrande delluniverso potrebbe essere invisibile.Nel 1795, il grande matematico francese PierreSimon de Laplace calcol che la luce non avreb-be potuto uscire da corpi abbastanza massicci,che chiam corpi oscuri.

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IMAGE OF THE DUST DISC SURROUNDING THE BLACK

HOLE INSIDE THE SPIRAL GALAXY NGC 4261IMMAGINE DEL DISCO DI POLVERE ATTORNO AL BUCO

NERO (CENTRO DELLA GALASSIA A SPIRALE NGC 4261)

BLACK HOLE IN M87BUCO NERO IN M87

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the star mass,and a smallcentral nu-cleus. Thenucleus hasto counterbal-ance themass gravi-tational pushand carries

out this taskexerting apressure. Astar can real-ize such pres-sure through

the nucleuscontorsion: the gas is compressed,heats up and generates enough pressure to sustainitself. This contraction, however, would provide astar with energy for only 15 million years, whereaswe know that the Sun is 4.57 billion years old.

Therefore, there must be another source of pres-sure: this source is the thermonuclear fusion. In astar like the Sun, thermonuclear fusion reactionoccurs between two atoms of hydrogen that gener-ate one of helium. When hydrogen is over, a starbegins to contract. If, during the contraction tem-peratures of 108 K are reached, the reaction of fu-sion occurs between the Helium atoms. As heliumfuses, it produces Carbon and Oxygen, Carbonfuses into Neon and Magnesium; Oxygen intoSilicium and Sulfur and Neon, Magnesium, Sulfur

and the rest fuse into a series of reactions (so faronly partly understood) to generate Iron. From ironno other reaction takes place, and so the nucleusstarts to contract. If the star is less than 1.5 solarmasses big, (one and a half thesun mass) the matter densityitself generates enough pres-sure to sustain the star(degenerating pressure). Awhite dwarf is born, a superdense star, not bigger than ourearth. One of the first dwarfs to

be discovered was the one

Ma si dovette attendere fino al 1939 per pro-vare che i buchi neri potrebbero esistere nellarealt, e lera atomica per capire bene quale ilmeccanismo alla base della loro formazione.

Nel 1939 J: Robert Oppenheimer e un suostudente, Hartland Snyder, mostrarono che unastella fredda e di grande massa deve collassareindefinitamente, diventando un buco nero. il la-voro di Oppenheimer-Snyder, che apparve quasicontemporaneamente allarticolo di Oppenhei-mer-Volkoffsulle stelle di neutroni, raggiunge-va le stesse conclusioni: i buchi neri potevanoesistere. Potevano essere oggetti reali, non sologiochi matematici di persone che si interessavanoalla teoria di Einstein. Negli anni Sessanta,quando la teoria della relativit generale di Ein-stein torn di moda, i buchi neri furono intensi-vamente studiati e furono chiarite in dettaglio leloro propriet. Inoltre nella met degli anni Ses-santa gli scienziati calcolarono che non si posso-no avere stelle morte stabili maggiori di tre masse

solari e dato che si osservano comunemente stel-le (non ancora collassate) con masse molto pigrandi, gli astrofisici hanno preso in seria consi-derazione lidea che buchi neri si trovino sparsinel cielo.

Ma per comprendere appieno come si possaformare un buco nero si deve attendere leraatomica, periodo in cui si cominci a capire me-glio quello che accade allinterno di una stella.

Una stella formata da tre parti principali:lasuperficie visibile, chiamata fotosfera;un invi-luppo gassoso contenente la maggior parte dellamassa; un piccolo nucleo centrale. Il nucleo devecombattere la spinta gravitazionale dellinvi-luppo. E svolge questo compito esercitando una

pressione. Una stella puottenere questa pressionedalla compressione del nu-cleo:il gas viene compresso,si riscalda e genera pressionesufficiente a sostenersi. Ma lacontrazione darebbe energiaa una stella come il sole solo

per 15 milioni di anni, men-

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REPRESENTATION OF A GALAXY CON-

TAINING A BLACK HOLERAPPRESENTAZIONE DI UNA GALASSIA

CONTENENTE UN BUCO NERO

SPACE-TIME CURVATURECURVATURA DELLO SPAZIO-TEMPO

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which orbits around Sirius, the brightest star in thesky, a winter sky colossus called Sirius B. This starconcentrates a mass close to that of the Sun in avolume nearly equal to the earths. It is then ex-tremely dense. One has to imagine that a box ofmatches full ofsolar matter would weigh 15 grams,while filled with Sirius B matter would have aweight of 10 tons if it were on the Earth. Instead, ifthe star features more than 1.5 the solar mass, thedegenerating pressure is no more sufficient. Theneutrons collapse onto the nucleus and the star be-comes a super dense star with a mass equal to thesun enclosed in a sphere with a 20 Km diameter,about the size ofNew York. There, the matter col-lapses and becomes so dense that the quantity ofmatter equal to 1/100th of a pin-head would weigh asmuch as 24 elephants. A neutron star is born. Yet,if the star features more than 3 solar masses, thecollapse is inevitable. The mass of the star gets con-centrated in an infinitely small as well as infinitelydense point. Gravity is so high it doesnt even let

the light out; thats why it looks black: only a blackhole is visible in space. However, how a black holemay show up all its power is a matter which Profes-

tre il sole ha circa 4,57 miliardi di anni. Ci deveessere quindi un'altra fonte di pressione: questafonte si chiama fusione termonucleare.

In una stella come il sole la reazione di fusio-ne termonucleare avviene tra due atomi di idro-geno che ne formano uno di elio.

Quando finisce lidrogeno la stella inizia acontrarsi. Se nella contrazione si raggiungonotemperature di 108 K si innesca la reazione di fu-sione tra atomi di Elio. LElio fondendo generaCarbonio e Ossigeno, il Carbonio fonde in Ne-on e Magnesio; lOssigeno in Silicio e Zolfo, eNeon, Magnesio, Zolfo e il resto fondono in unaserie di reazioni (capite solo in parte) per formareFerro. Dal Ferro non avviene pi nessuna rea-zione. E cos il nucleo inizia a contrarsi. Se lastella ha meno di 1,5 masse solari (una volta emezzo la massa del sole) la stessa densit dellamateria genera pressione in grado di sostenere lastella (pressione di degenerazione). nata unanana bianca, una stella super densa, non pi

grande della terra. Una delle prime nane bian-che scoperte stata quella che orbita attorno aSirio, la stella pi luminosa del cielo, colosso delcielo invernale, Sirio B. Questa stella concentrauna massa vicina a quella del sole in un volumevicino a quello della terra. cos molto denso.Basti pensare che una scatola di fiammiferi pienadi materia solare peserebbe 15 grammi, mentreriempita di materia di Sirio B peserebbe 10 ton-nellate, se fosse collocata qui sulla terra. Se lastella ha invece pi di 1,5 masse solari la pres-

sione di degenerazione non pi sufficiente. Ineutroni collassano sul nucleo e la stella diventauna stella superdensa con la massa del sole rac-chiusa in una sfera di 20 km di diametro, circa lacitt di New York. L la materia collassa e di-venta cos densa che una parte di materia grande1/100 di una capocchia di spillo peserebbe quanto24 elefanti. nata una stella di neutroni. Ma sela stella ha pi di 3 masse solari il collasso ine-vitabile. La massa della stella viene concentratain un punto infinitamente piccolo e infinitamentedenso. La gravit cos forte da non fare uscire

nemmeno la luce. Per questo appare nera: si vede

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FROM LEFT: WILLIAM HAWKING, MARTIN REES,

MICHEAL GRIFFIN (NASA ADMINISTRATOR)DA SINISTRA: WILLIAM HAWKING, MARTIN REES, MI-

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sor William Hawking is closely concerned with.Born exactly 300 years after Galileo Galileis death,Hawking has the same professorship as Isaac New-ton at Cambridge University. Hawkings mind

moves freely not in Newtons universe, but in Ein-steinss one. We are used to thinking about gravity Hawking says as a force which attracts objects

to the earth and the earth to the Sun, but Einsteinhad the great idea of considering gravity as an ef-fect of the space and time curvature in presence ofvery big bodies. Einstein understood that nothingcan exist in a certain space without existing in a cer-tain time simultaneously. Space and time are linkedtogether to form the flexible frame dimensionalstructure of the universe: the so-called space-time.

Space-time is almost impossible to imagine becauseour sensory universe is limited to our everydaythree-dimension experience. The best way for us toget into Einsteins universe is to imagine that spaceand time are like an elastic plan. Ifspace-time wereempty, the plan would have absolutely no reliefs, butbig bodies like the earth and the sun bend the elas-tic surface of space-time producing a curve. Thiscurvature represents Einsteins concept of gravity.The bigger is the mass of a star or a planet, thedeeper is the curvature ofspace-time around it andconsequently the bigger is its gravity. Imagine tolaunch onto a plan something extremely heavy like a

solo un buco nero nello spazio.Ma come pu manifestarsi un buco nero in

tutta la sua potenza una questione che viene stu-diata approfonditamente dal professor WilliamHawking.

Nato esattamente 300 anni dopo la morte diGalileo, Hawking occupa la stessa cattedra diNewton alla Cambridge University. La mente diHawking si muove liberamente non nelluniversodi Newton, ma in quello di Albert Einstein.Ab-

biamo labitudine di considerare - dice Hawking- la gravit come una forza che attrae gli oggettiverso la terra e questa verso il sole ma Einstein

ha avuto la brillante idea di considerare la gra-vit come un effetto della curvatura dello spazioe del tempo in presenza di corpi molto grandi;egli ha compreso che niente pu esistere in uncerto spazio senza esistere contemporaneamentein un determinato tempo.

La spazio e il tempo sono legati insieme aformare la flessibile struttura quadro dimensiona-

le delluniverso: il cosi detto spazio-tempo. Lospazio-tempo quasi impossibile da immaginare,poich il nostro universo sensoriale limitatoalle tre dimensioni dellesperienza quotidiana. Pernoi il modo pi semplice di entrare nelluniversodi Einstein di immaginare che lo spazio e iltempo sianocome un pia-no elastico. Selo spazio-tempo fosse

vuoto il pianosarebbe asso-lutamente pri-vo di rilievi,ma corpimolto grandicome la terrae il sole pie-gano la super-ficie elasticadello spazio-tempo incur-

vandola. Que-

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A GALACTIC BLACK HOLE (REPRESENTATION)UN BUCO NERO GALATTICO

(RAPPRESENTAZIONE ARTISTICA)

REPRESENTATION OF THE GRO

J1677-40 BINARY SYSTEM

RAPPRESENTAZIONE DEL SISTEMABINARIO GRO J1677-40

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star collapsing on itself and you will find a universefull of holes. While a giant star gets cold as long asit implodes, it bends the space-time around itselfmore and more. When it reaches a particular criticalmass, it will literally create a black hole in thespace-time. Objects can precipitate into it but cannever get out of it. One of the most brilliant expertsofblack holes, Phil Charles, looks for them. Philhas found strong signals that show the presence of ablack hole in a not far area of our galaxy. As he

points out, looking for these objects is an extraordi-nary way of get ting closer to the borders of modernphysics. By day Phil Charles holds lessons oftheo-retical astrophysics at Oxford university and bynight he passes from theory to practice looking forblack holes with the biggest telescopes on theEarth: Las Palmas and Hawaii in the north hemi-sphere, in South Africa, Chile and Australia in thesouthern one. Thesearchers ofblack holes exploitthe best instruments to peruse the deep space look-

sta curvatura il concetto einsteiniano di gravi-t. Maggiore la massa di una stella o di un pia-neta, pi grande la curvatura dello spazio tem-po attorno a essi, e maggiore quindi la loro gra-vit.

Si immagini di lanciare su piano qualcosa diestremamente pesante come una stella che collas-sa su se stessa e vi troverete un universo pieno dibuchi. Quando una stella gigantesca si raffreddaman mano che implode piega sempre di pi lospazio-tempo intorno a s. Quando raggiunger

un a certa massa critica creer letteralmente unbuco nero nello spazio-tempo. Gli oggetti pos-sono precipitare in esso, ma impossibile che rie-scano ad uscirne. Phil Charles, uno dei maggioristudiosi di buchi neri, si dedica a dar loro la cac-cia. Phil ha trovato forti segnali che indicano lapresenza di un buco nero in unarea non lontanadella nostra galassia. Come lui stesso dice, cerca-re questi corpi un modo straordinario per avvici-narsi ai confini della fisica moderna. Di giornoPhil Charles tiene lezioni di astrofisica teorica

alla Oxford University e di notte passa dalla teo-

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STARS EVOLUTIONEVOLUZIONE STELLARE

REPRESENTATION OF BINARY SYSTEM M33 X-7

RAPPRESENTAZIONE DELSISTEMA BINARIO M33 X-7

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ing for these mysterious objects: from the x-ray sat-ellites and the orbited telescope Hubble, to the bestoptical or radio-wave telescopes on earth. Blackholes cannot be seen by definition since light cantget out of them. Official science accepted the ideathat black holes could exist only in the 90s. Theorytells us that inside black holes all that man knowsabout the universe and its laws is no longer worth.When a great star dies, it will by all means create ablack hole. But how can you possible find an invisi-

ble object which may be located hundreds of lightyears away? With more stars in the sky than sandgrains in all the worlds beaches, how is it possibleto spot a small black star that swallows light in-stead of shining like a lighthouse at night? As-tronomers do not properly look for black holes, butfor the effects they provoke in the surroundingspace. Astronomers look for a visible star whichmay have remained trapped in a black holes orbitbut this too is not easy to recognize. It is like look-ing for a needle in a haystack, with the difference

that if the needle is notfelt there is no hope of find-ing it. In the 80s the Japanese made a big step aheadin this field by launching the x-ray satellite Ginga,provided with a device able to spot any source ofxrays in the universe. In practice, it is x-rays whichinform us of the presence of a black hole. In 1989,the satellite Ginga recorded a sudden increase ofx-rays in an area not distant from our galaxy. Thesource of radiation was an invisible object 3,000light years away around which there seemed to ro-tate a scarcely brilliant star. Such star had been

classified as Cygnus v404. It was exactly the starthe astronomers were looking for. The hypothesis isthat the invisible object is a black hole originatedfrom a star, the most common type. According to

ria alla pratica cer-cando buchi neri daipi grandi telescopidella terra: Las pal-ma e Hawaii nelle-misfero settentriona-le, in Sudafrica, inCile e in Australia. I

cercatori di buchineri utilizzano gli

strumenti migliori per scrutare lo spazio profondoalla ricerca di questi oggetti misteriosi: dai satel-liti a raggi x e dal telescopio Hubble in orbita aimigliori telescopi ottici e a onde radio sulla ter-ra. I buchi neri per la loro stessa natura non pos-sono essere visti, poich la luce non riesce a u-scirvi. La scienza ufficiale ha accettato lidea chei buchi neri possono effettivamente esistere solonegli anni Novanta. La teoria ci insegna che al-linterno dei buchi neri tutto ci che sappiamodelluniverso e delle sue leggi non ha pi valore.

Quando una grande stella muore dovr perforza dare luogo a un buco nero. Ma come si fa atrovare un oggetto invisibile che potrebbe trovarsia centinaia di migliaia di anni luce di distanza?Con pi stelle nel cielo che granelli di sabbia intutte le spiagge del mondo, come possibile tro-vare una piccola stella nera che inghiotte la luceinvece di brillare come un faro nella notte? Gliastronomi non cercano propriamente i buchi ne-ri, ma gli effetti che essi provocano nello spaziocircostante. Gli astronomi cercano una stella visi-

bile che pu essere rimasta intrappolata nellorbi-ta di un buco nero ma anche queste non sono fa-cili da riconoscere. come cercare un ago in unpagliaio, con la differenza che se lago non si fa

sentire non c speranza di trovarlo. Fondamenta-le fu il lancio negli anni Ottanta da parte deigiapponesi del satellite a raggi x Ginga, dotato diuno strumento in grado di individuare qualunquesorgente di raggi x nelluniverso. Sono in praticai raggi x a informarci della presenza di un buconero. Nel 1989 il satellite Ginga registr un im-provviso aumento dei raggi x in una regione non

lontana della nostra galassia. La sorgente della

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SIZE OF THE STARSDIMENSIONI DELLE STELLE

SIRIUS A AND SIRIUS B

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the theory a black hole like this should have a massequal to ten of our sun, but with a diameter equal tothe city ofLondon. A second type ofblack holes isless common, being these far bigger than the previ-ous ones, located in the middle of galaxies. Amatching analogy of what occurs to Cygnus v404 iswith a well built man and a very thin woman. Whilethey rotate, the man hardly shifts whereas thewoman counterbalances their weights and movesmuch faster. Calculations demonstrate that Cygnusv404 completes a total orbit around its partner onceevery 6.5 days. In order to gain such a high speed, ithas to rotate around a body with a remarkablegravitational mass. It has been calculated that themass ofCygnus v404s mysterious partner equalsfour times that of the sun. This means that it is no-ticeably heavier, as related to theoretical calcula-tions, than a neutron star. Almost surely it is ablack hole. This black hole is driving v404 into afatal ballet, subtracting gas from the unlucky star tofeed a big disc of matter. While advancing spirally

towards the black hole, these particles heat up andsend a last x-ray signal to the external world. By the

radiazione era un oggetto invisibile a 3.000 anniluce di distanza dalla terra attorno al quale sem-brava ruotare una stella poco luminosa. La stellaera stata catalogata come cigno v404.

Era proprio la stella che gli astronomi cerca-vano. Lipotesi che loggetto invisibile sia un

buco nero di origine stellare, il tipo pi comune.In base alla teoria un buco nero di questo tipodovrebbe avere una massa pari a dieci volte quel-la del nostro sole, ma con il diametro della citt diLondra.

Meno comune un secondo tipo di buchi ne-ri, molto pi grandi dei precedenti, che si annida-no al centro delle galassie. Uneccellente analo-gia di quello che succede a cigno v404 quella diun uomo robusto e di una donna molto gracile.Mentre roteano luomo a mala pena si sposta,

mentre la donna per bilanciare i loro pesi si spostamolto di pi. I calcoli dimostrano che v400 com-pie unorbita completa attorno al suo partner mi-sterioso una volta ogni sei giorni e mezzo.

Per raggiungere una velocit cos alta deveruotare attorno ad un corpo con una massa gravi-tazionale notevole. stato calcolato che la massadel partner misterioso di v404 pari a quattrovolte quella del sole. Ci significa che notevol-mente pi pesante, rispetto a calcoli teorici, di unastella a neutroni. Quasi certamente un buconero. Questo buco nero sta guidando v404 in una

danza fatale sottraendo gas alla sfortunata stella

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CYGNUS X-1 (X RAY)CIGNO X-1 (RAGGI X)

BINARY SYSTEMSISTEMA BINARIO

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same token the astronomers have spotted about tensimilar objects. One of the first was cygnus x1. Onthis object K. S. Thorne and Stephen WilliamHawking made a bet: is cygnus x1 a black hole?

William Hawking had bet it wasnt. As he pointsout this does not mean I did not believe in blackholes. Its just I needed some sort of insurance pol-icy. I had worked a lot on black holes and it would

have only been a waste of time had we found out they did not exist. I would at least have had the consolation to win the bet. When, back in 1974,Hawking and Thorne made the bet, there were nopositive proofs but as timewent by proofs becamemore convincing and

Hawking had to pay the bet.As Thorne himself re-counts, in 1990 Hawkingwas in Los Angeles and

came to my office to make some copies of what I hadwon, the yearly subscrip-

tion to Penthouse, with hiswifes great disappointmentas Hawking says. Thishand-written bet on a papersheet, became the symbol ofthe first acknowledgement

per alimentare un grande disco di materia. Que-ste particelle, avanzando a spirale verso il buconero, si scaldano e inviano un ultimo segnale araggi x al mondo esterno. In modo analogo sonostati identificati dagli astronomi una decina di og-getti simili. Uno dei primi fu cigno x1.

Su questoggetto K. S. Thorne e StephenWilliam Hawking hanno fatto una scommessa:cigno x1 un buco nero? William Hawking a-veva scommesso di no. Come lui stesso dice-

questo non vuol dire che non credevo ai buchineri. che avevo bisogno di una sorta di polizzaassicurativa. Avevo dedicato molto lavoro ai bu- chi neri e sarebbe stato solo tempo perso se sifosse scoperto che non esistevano. Almeno avreiavuto la consolazione di vincere la scommessa.-quando nel 1974 Hawking e Thorne fecero lascommessa non cerano prove consistenti, ma colpassare degli anni le prove divennero pi convin-centi e Hawking dovette cos pagare la scommes-sa. Come racconta lo stesso Thorne, nel 1990

Hawking si trovava a Los Angeles e venne nelmio ufficio a fare varie copie di quello che avevovinto si trattava dellabbonamento per un anno

a Penthouse, con grande disgusto della moglie -come racconta Hawking. Questa scommessascritta a mano su un foglio di carta, divenuta ilsimbolo del primo riconoscimento dellesistenzadei buchi neri da parte della comunit scientifi-

ca.

Un articolo pubblicato

su Nature il 20 ottobrerivela che stato scopertoun buco nero, nella Ga-lassia del Triangolo(chiamata anche M33 edistante da noi circa tremilioni di anni luce) cheorbita intorno a una stella,con un periodo di tre gior-ni e mezzo. La particolari-t di questo corpo(catalogato col nome M33X-7) di essere estrema-

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REPRESENTATION OF THE

CYGNUS X-1 BINARY SYSTEMRAPPRESENTAZIONE DEL

SISTEMA BINARIO CIGNO X-1

BINARY SYSTEM WITH FORMATION OF ABLACK HOLE

SISTEMA BINARIO CON FORMAZIONE DI UN

BUCO NERO

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of the existenceof black holesby the scientificcommunity. Anarticle publishedon Nature onOctober 20threveals that ablack hole hadbeen discovered,

in the TriangleGalaxy, (alsocalled M33,about 3 millionlight years farfrom earth)

which orbited around a star with a 3.5 days period.The peculiarity of this body (catalogued as M33 X-7) is that it is extremely massive: it is thought tohave a mass 15.65 times as much as the suns, beingso the most massive as yet observed black hole, and

also its partner has a quite high mass value (aboutseventy times as much as our Suns). JeffreyMcClintock of Harvard-Smithsonian Center forAstrophysics of Cambridge, has explained that it is

an enormous star that has an enormous black hole as partner. At the end the partner will become asupernova: so there will be a couple of black holes.The data obtained through observations, however, isin contrast with todays theories concerning blackholes, and so Jerome Orosz, of San Diego StateUniversity, one of the articles authors, has main-

tained that it is this discovery that arouses all sortsof questions about the possibile origins of such a black hole. In fact, a black hole is born from thecollapse of a massive star but, in the case of a bi-nary star system, the star with a bigger mass col-lapses first and turns into a black hole. This did nothappen with M33 X-7, because the star which gaveorigin to the black hole had a smaller mass than itspartner. Furthermore, the generating star shouldalso have had a much bigger radius, even superior tothe actual distance between the two celestial bodies,such that the two stars would have had to share part

of each others atmosphere. On the basis of our

mente massiccio: si calcola che abbia una massapari a 15,65 volte quella del Sole, rendendolo cosil buco nero pi massiccio finora osservato, eanche la sua compagna ha un valore della massamolto elevato (circa settanta volte la massa delSole). Jeffrey Mc Clintock dellHarvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Cambri-dge, ha spiegato che Si tratta di unenorme stella

che ha come compagno un enorme buco nero. Alla fine, la compagna diventer una

supernova: si avr cos una coppia di buchi neri.I dati ottenuti dalle osservazioni, per, sono in

contrasto con le teorie attuali riguardo ai buchineri, e perci Jerome Orosz della San DiegoState University, uno degli autori dell'articolo, haaffermato che questa scoperta a far sorgere o-

gni sorta di domanda circa le possibili origini diun simile buco nero. Infatti, un buco nero nascedal collasso di una stella massiccia, ma, nel casodi un sistema binario di stelle, collassa per primain un buco nero la stella avente la massa mag-

giore.Ci non successo nel caso di M33 X-7, poi-ch la stella che ha poi dato origine al buco neroaveva una massa minore della sua compagna. I-noltre, la stella genitrice avrebbe dovuto ancheavere un raggio molto maggiore, superiore addi-rittura alla distanza attuale dei due corpi celesti,tale che le due stelle avrebbero dovuto condivide-re parte della loro atmosfera. Sulla base delleconoscenze attuali, questa condizione non do-vrebbe permettere di dare vita a un buco nero di

massa cos elevata, a causa della perdita di mate-riale gassoso. Lo studio del buco nero appenascoperto potrebbe portare a nuove conoscenzesull'origine dei buchi neri e della loro evoluzionee alla revisione delle teorie attuali.

Forse non troveremo mai le risposte, ma alme-no sappiamo dove cercarle.

Iconographywww.scienzaonline.com/astronomia/img/

nascita-buco-nero3g.jpg, scienza online, Gui-do Donati

www.gsfc.nasa.gov/gsfc/spacesci/pictures/

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GALAXY WITH A BLACK HOLEGALASSIA CON BUCO NERO

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present knowledge, this status is not likely to givelife to such a big-massed black hole, owing to theloss of gas matter. The study of the newly discov-ered black hole might bring new information aboutthe origin of black holes and their evolution or toreviewing our current theories. Maybe no answerswill be given, but at least we shall know where tofind them

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