Concetti Chiave
- La velocità di fuga è la velocità minima necessaria per sfuggire al campo gravitazionale di un pianeta, come la Terra, ed è di 11,2 km/s per la Terra.
- La velocità di fuga dipende dalla massa e dal raggio del pianeta, e aumenta con l'aumento della massa e la diminuzione del raggio.
- I buchi neri, con densità elevata, hanno una velocità di fuga superiore alla velocità della luce, impedendo a qualsiasi cosa di sfuggire.
- La presenza di buchi neri è confermata indirettamente tramite emissioni di raggi X quando attirano materia, come nel caso del buco nero SGR A* al centro della Via Lattea.
- Osservazioni recenti, come quella di una nube di gas diretta verso SGR A*, offrono opportunità per studiare l'interazione diretta con un buco nero e raccogliere dati preziosi.
In un qualsiasi corso di fisica delle scuole superiori, si studia che, per fuggire dal campo gravitazionale della Terra o di un altro pianeta, bisogna avere una velocit molto alta, che viene chiamata velocit di fuga. Nello specifico, la velocit minima per sfuggire alla Terra di 11,2 km/s.
Tale velocit dipende dalla massa e dal raggio equatoriale del nostro pianeta, in particolare la velocit aumenta allaumentare della massa e al diminuire del raggio secondo la seguente formula:
dove G la costante di gravitazione universale, M la massa del pianeta in questione e r il suo raggio.
Per questo motivo, se si trova un corpo celeste dallelevata densit, ovvero una massa molto grande concentrata in poco spazio, la velocit di fuga diventa molto elevata. E se la velocit di fuga superiore alla velocit della luce, nulla pu fuggire da questo corpo, che diventerebbe cos un buco nero.Poich i buchi neri non si possono vedere con losservazione diretta, la prova della loro esistenza indiretta: quando un buco nero attira della materia, questa si riscalda fino a emettere un intenso fascio di raggi X prima di scomparire. Unosservazione indiretta avvenuta anche nella nostra Galassia: il buco nero in questione si chiama SGR A* (Sagittarius A-star), ha una massa che quattro milioni di volte superiore a quella del sole ed al centro della Via Lattea, a una distanza di circa 26 mila anni luce dal Sole. Lesistenza di questo buco nero stata teorizzata nel 1974, in base allo studio delle perturbazioni nelle stelle vicine, da Bruce Balick e Robert Brown, che individuarono unintensa radiosorgente. Nel corso degli anni, i fisici hanno trovato prove sempre pi decisive per dimostrare lesistenza di questo oggetto e per effettuare studi pi approfonditi Daniel Wang, della University of Massachusetts, con i suoi collaboratori ha fatto ricorso al satellite Chandra della Nasa. Secondo gli ultimi modelli, questo buco nero che ingoia solo l1% del gas che si trova nelle sue vicinanze potrebbe crescere a un ritmo molto pi elevato se il gas fosse a un temperatura inferiore.
Nel 2011 con il Very Large Telescope dellESO (European Southern Observatory), nel corso del programma di monitoraggio delle orbite stellari intorno al centro della Galassia, Reinghard Genzel del Max Planck Institute con i suoi collaboratori scopriva una nube di gas diretta a folle velocit verso il buco nero. La nube, con una massa pari a circa tre volte quella terrestre, composta per la maggior parte da idrogeno ed elio, originata dalle stelle al centro della Via Lattea, aveva unorbita tale per cui avrebbe compiuto il suo giro di boa intorno al buco nero verso la met di questanno. La possibilit di vedere in tempo reale lazione di un buco nero ha spinto gli astronomi a osservare costantemente questa nube. Losservazione dellevento che si estende su un intero anno non ancora conclusa e ha una grande utilit, considerata la notevole quantit di dati che ne scaturir: questi dati forniranno nuove informazioni sulla nube di gas e permetteranno di valutare gli effetti della gravit estrema.
http://www.media.inaf.it/2013/07/17/il-buco-nero-addenta-una-nube-di-gas/
Domande da interrogazione
- Che cos'è la velocità di fuga e come si calcola?
- Cosa succede se la velocità di fuga supera la velocità della luce?
- Qual è la prova dell'esistenza dei buchi neri?
- Quali osservazioni recenti sono state fatte su SGR A*?
La velocità di fuga è la velocità minima necessaria per sfuggire al campo gravitazionale di un pianeta. Si calcola con la formula [math]V_f=\sqrt{(2GM)/r}[/math], dove G è la costante di gravitazione universale, M è la massa del pianeta e r è il suo raggio.
Se la velocità di fuga supera la velocità della luce, nulla può sfuggire dal corpo celeste, che diventa un buco nero.
La prova dell'esistenza dei buchi neri è indiretta; si osserva l'emissione di raggi X quando un buco nero attira materia. Un esempio è il buco nero SGR A* al centro della Via Lattea.
Recentemente, è stata osservata una nube di gas diretta verso SGR A* con il Very Large Telescope dell'ESO. Questa nube, composta principalmente da idrogeno ed elio, fornirà nuove informazioni sugli effetti della gravità estrema.
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