L'EHT punta a realizzare il primo filmato di M87

Una campagna per guardare un gigante respirare

Nel marzo e aprile 2026, la collaborazione Event Horizon Telescope (EHT) punterà il suo occhio delle dimensioni di un pianeta verso il nucleo di Messier 87 per una campagna di osservazione strettamente programmata, concepita non per scattare un'altra fotografia statica, ma per realizzare un filmato. L'obiettivo, M87*, è il buco nero da sei miliardi di masse solari la cui ormai iconica ombra è apparsa per la prima volta nelle immagini pubbliche alcuni anni fa. Poiché il teatro gravitazionale attorno a M87* si evolve su scale temporali di giorni piuttosto che di minuti, gli scienziati ritengono che sequenze di immagini ad alta risoluzione scattate ogni pochi giorni possano essere montate nel primo filmato di un buco nero supermassiccio e del suo ambiente immediato: il flusso di accrescimento e la base di un getto relativistico.

Perché M87* è l'obiettivo giusto

Non tutti i buchi neri sono ugualmente collaborativi. Il buco nero al centro della nostra galassia si evolve troppo velocemente perché l'attuale array EHT possa realizzare un filmato a lunga esposizione: il plasma caldo orbita attorno a Sagittarius A* in decine di minuti. L'enorme massa di M87* estende tali scale temporali a giorni o settimane, il che gioca a favore dei punti di forza dell'interferometria a base molto lunga (VLBI) — la tecnica che collega radiotelescopi in tutto il mondo per agire come un telescopio delle dimensioni della Terra. Gli osservatori pianificano sequenze con cadenze di circa tre giorni, un tempo sufficientemente lungo per catturare cambiamenti strutturali significativi ma abbastanza breve da evitare di sfocare l'immagine durante la combinazione dei dati.

Cosa spera di vedere il team

Il premio scientifico non è un vezzo cinematografico ma una diagnostica rigorosa: il filmato potrebbe rivelare come il plasma si muove attorno al buco nero, come si spostano le regioni luminose dell'anello, se le strutture del campo magnetico cambiano su scale temporali osservabili e come il getto viene lanciato dal flusso di accrescimento interno. La misurazione del moto azimutale delle caratteristiche di luminosità può imporre vincoli diretti sullo spin del buco nero e sui processi magnetoidrodinamici che guidano la formazione del getto — un tassello mancante fondamentale che collega la fisica alla scala dell'orizzonte ai processi di feedback su scala galattica.

Lezioni dall'imaging pluriennale

La spinta verso un filmato si basa sul lavoro multi-epoca dell'EHT che ha già esposto una sorprendente variabilità. Le rianalisi dei dati 2017-2021 hanno rivelato che, mentre il diametro complessivo dell'anello — la scala apparente dell'ombra — è rimasto coerente con le previsioni della relatività generale, la distribuzione della luminosità e il pattern della polarizzazione lineare sono cambiati sostanzialmente tra le epoche. In particolare, l'orientamento della polarizzazione attorno all'anello ha invertito la direzione tra alcune osservazioni, implicando un ambiente magnetico in evoluzione vicino all'orizzonte degli eventi e possibili effetti di primo piano che ruotano la polarizzazione nel suo percorso verso la Terra. Questi risultati sostengono che una visione risolta temporalmente sia essenziale per separare i fenomeni transitori dalla struttura persistente.

Aggiornamenti dell'array e nuova sensibilità

Parte del motivo per cui un filmato è ora alla portata è il progresso tecnico. L'aggiunta di nuove stazioni — tra cui Kitt Peak e il Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) nelle campagne più recenti — ha migliorato la copertura delle linee di base e la sensibilità, consentendo all'EHT di rilevare emissioni deboli all'esterno dell'anello luminoso e di porre i primi vincoli sull'emissione del getto a scale appena oltre l'ombra. Pipeline di calibrazione migliorate e una vasta libreria di dati sintetici creata da simulazioni realistiche offrono agli analisti strumenti più potenti per separare gli effetti strumentali dalla vera variabilità astrofisica. Questi progressi riducono i falsi positivi nella ricerca del movimento e consentono confronti più robusti tra i dati e le simulazioni magnetoidrodinamiche relativistiche.

Algoritmi, machine learning e il problema della variabilità

Realizzare un filmato da misurazioni VLBI sparse è una sfida computazionale e statistica. La comunità dell'EHT ha investito pesantemente in nuove tecniche di imaging che combinano simulazioni basate sulla fisica, inferenza bayesiana e machine learning. I team hanno costruito enormi librerie di osservazioni sintetiche da modelli magnetoidrodinamici in relatività generale (GRMHD) e addestrato reti neurali a riconoscere le probabili firme del movimento rispetto agli artefatti introdotti da un campionamento incompleto. Tali metodi saranno centrali per trasformare epoche di dati di visibilità grezzi in una serie temporale coerente che gli scienziati possano interpretare fisicamente. Tuttavia, gli analisti sottolineano che la variabilità intrinseca del flusso di accrescimento — turbolenza stocastica e rapidi eventi di riconnessione magnetica — limita fondamentalmente l'inferenza dei parametri a meno che le osservazioni non campionino direttamente tali cambiamenti. Una sequenza risolta temporalmente è il modo più chiaro per superare tale limite.

Logistica: l'Antartide e la lunga strada verso un film finito

Gli osservatori avvertono che portare a termine la campagna fino a un filmato pubblico richiederà pazienza. Alcune stazioni EHT, in particolare il South Pole Telescope, generano dati su supporti fisici che devono essere trasportati durante l'estate antartica; i dischi rigidi arrivano settimane o mesi dopo nei centri di elaborazione in America del Nord e in Europa. Una volta assemblati i dati grezzi, molteplici pipeline indipendenti li ridurranno e ne creeranno le immagini, operazione seguita dalla validazione incrociata rispetto alle simulazioni — passaggi che insieme significano che il primo filmato pubblico potrebbe essere ritardato di molti mesi rispetto alle osservazioni stesse. L'attesa è frustrante ma deliberata: garantire la fedeltà di una serie temporale a scale dell'orizzonte richiede una gestione attenta della calibrazione, dei sistematici e dei bias algoritmici.

Cosa cambierebbe un filmato di successo

Un filmato validato di M87* sarebbe più di uno spettacolo. Fornirebbe misurazioni dinamiche dirette delle velocità del plasma vicino all'orizzonte degli eventi, un appiglio osservativo sulla rotazione del buco nero e nuovi vincoli sulla geometria magnetica che lancia e collima i getti relativistici. Questi getti sono attori fondamentali nell'evoluzione delle galassie: trasportano energia lontano dal nucleo, regolano la formazione stellare e scolpiscono la storia della crescita di una galassia. Una visione risolta temporalmente della base del getto lega la fisica relativistica su piccola scala alle conseguenze astrofisiche su larga scala. Inoltre, i filmati offrono nuove strade per testare la relatività generale nel regime di campo forte e dipendente dal tempo — non solo la dimensione dell'ombra, ma come lo spazio-tempo guida le strutture in movimento.

Rischi, incertezze e la strada da seguire

A lungo termine: verso l'astronomia dell'orizzonte in tempo reale

Se avrà successo, la campagna di marzo-aprile sarà un precursore di sforzi più ambiziosi. Il concetto di next-generation Event Horizon Telescope (ngEHT) prevede molti più radiotelescopi e un monitoraggio continuo che potrebbe un giorno avvicinarsi all'imaging quasi in tempo reale delle dinamiche dei buchi neri. Per ora, l'obiettivo immediato è concreto e raggiungibile: catturare la prima sequenza in movimento che mostri un buco nero supermassiccio e i suoi dintorni cambiare nel tempo, e con essa aggiungere una dimensione dinamica ai nostri test osservativi della gravità, della fisica del plasma e di come i buchi neri modellano le galassie.

Gli osservatori scruteranno i cieli a marzo e aprile, poi i dischi rigidi saranno sorvegliati ancora più da vicino. Se la campagna avrà successo, il risultato sarà un nuovo tipo di cinema cosmico — un film i cui fotogrammi sono scritti in gravità, luce e magnetismo al confine più estremo della natura.

Fonti

• Collaborazione Event Horizon Telescope (EHT) (materiali stampa e immagini pubblicate)
• Comunicato stampa del Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) e contributi ai risultati dell'EHT
• ArXiv preprint: "Horizon-scale variability of M87* from 2017--2021 EHT observations" (Event Horizon Telescope Collaboration)
• ArXiv preprint: "Deep learning inference with the Event Horizon Telescope I. Calibration improvements and a comprehensive synthetic data library"
• Materiali e dichiarazioni dell'Università di Cambridge da parte di Sera Markoff riguardanti la campagna del filmato