Niente dura per sempre, nemmeno i buchi neri. Nel corso di periodi di tempo estremamente lunghi, essi evaporano, proprio come altri oggetti grandi nell'Universo. Questo fenomeno è causato dalla Radiazione di Hawking (HR), chiamata così in onore di Stephen Hawking, che ha sviluppato questa idea negli anni '70.

Il problema è che la Radiazione di Hawking non è mai stata osservata in modo affidabile. Tre ricercatori europei credono di aver trovato un modo per osservare questa radiazione. Le fusioni di buchi neri sono state a lungo previste, ma mai osservate. La teoria suggeriva che queste fusioni dovrebbero rilasciare potenti onde gravitazionali. Alla fine, nel 2015, l'osservatorio LIGO ha rilevato la prima fusione. Da allora, gli scienziati hanno rilevato molti di questi eventi.

Come Possiamo Rilevare la Radiazione di Hawking?
In una breve lettera di ricerca, i ricercatori affermano che queste fusioni sono una finestra sulla HR. Quando i buchi neri si fondono, possono creare le cosiddette "briciole" di buchi neri, delle dimensioni di asteroidi, che vengono espulse nello spazio. La loro piccola dimensione dovrebbe rendere rilevabile la Radiazione di Hawking.

La radiazione emessa da questi piccoli buchi neri produce raggi gamma con una particolare "impronta" di fotoni ad alta energia.

"Nella nostra lettera, esploriamo le conseguenze osservabili della produzione di un gran numero di briciole di piccoli buchi neri durante un evento catastrofico, come la fusione di due buchi neri astrofisici", spiegano gli autori.

"Come mostreremo, la Radiazione di Hawking proveniente da queste briciole di buchi neri dà origine a esplosioni di raggi gamma (GRB) che possiedono un'impronta distintiva", continuano.

Quando le briciole di buchi neri evaporano, emettono particelle in un modello sferico simmetrico. Finché il buco nero più grande risultante dalla fusione non blocca la vista, le particelle di HR dovrebbero raggiungerci. L'energia dei fotoni in queste esplosioni supera la scala di trilioni di elettronvolt (TeV).

I ricercatori affermano che il livello di energia delle esplosioni di raggi gamma da queste briciole di buchi neri è rilevabile dai telescopi Cherenkov atmosferici, come l'Osservatorio di raggi gamma HAWC (High-Altitude Water Cherenkov). HAWC osserva fotoni in un intervallo da 100 GeV a 100 TeV.

Domande Senza Risposta
Tuttavia, rimangono molte domande. Gli autori affermano che queste briciole di buchi neri emetteranno la massima energia vicino al momento della loro evaporazione. Ma quando le briciole vengono emesse nell'intenso ambiente gravitazionale di una fusione di buchi neri, la Radiazione di Hawking può essere influenzata, scrive Science Alert.

Lo stesso vale se le briciole vengono emesse a velocità relativistiche. Entrambi i fattori potrebbero alterare gli spettri prima che raggiungano i nostri rilevatori.

Esistono punti nel Modello Standard della Fisica delle Particelle dove le cose si complicano a causa della nostra mancanza di comprensione. Gli autori sottolineano che una nuova fisica, non osservata in precedenza, potrebbe anche distorcere gli spettri delle briciole di buchi neri, rendendoli difficili da osservare.

Esiste anche un altro aspetto molto interessante di queste briciole delle dimensioni di un asteroide. Poiché la fisica nell'Universo molto primordiale era diversa, è possibile che queste briciole siano state create allora. Se fosse così, e se non si fossero ancora evaporate, potrebbero costituire la materia oscura.

"L'osservazione della Radiazione di Hawking dalle briciole di buchi neri, quindi, potrebbe illuminarci non solo sulla produzione di queste briciole, ma anche sulla fisica delle particelle a energie al di là dell'accesso degli attuali e futuri esperimenti con collisioni, portando tracce di nuova fisica basata su supersimmetria, dinamiche composite o dimensioni aggiuntive, per citarne solo alcune", scrivono gli autori.