Nell’aprile del 2019 una macchia arancione a forma di ciambella fece il giro del mondo: era la prima immagine mai ottenuta di un buco nero, il gigante che si nasconde al centro della galassia M87. Da allora quella foto è diventata un’icona, ma tra gli addetti ai lavori una domanda non si è mai spenta del tutto: quell’anello di luce è davvero lì, oppure è in parte il prodotto delle scelte fatte dagli scienziati per trasformare i dati dei radiotelescopi in un’immagine?
Ora arriva una risposta importante. Quattro ricercatori del CSIRO, l’agenzia scientifica nazionale australiana, hanno rianalizzato i dati pubblici dell’Event Horizon Telescope (EHT) con un metodo completamente diverso, basato su un nuovo tipo di osservabile e su un’intelligenza artificiale che non aveva alcuna idea di come dovesse apparire un buco nero. Il risultato, pubblicato su Nature, è un anello quasi identico per dimensioni e forma a quello del 2019. In altre parole, l’ombra di M87* non è un artefatto: è un oggetto astrofisico reale.
Fotografare una ciambella sulla Luna
Per capire perché serviva una verifica bisogna ricordare quanto sia estrema l’impresa. Il buco nero di M87 si trova a circa 55 milioni di anni luce da noi e ha una massa di diversi miliardi di volte quella del Sole, ma visto dalla Terra è minuscolo: il suo anello misura circa 42 microarcosecondi, un angolo paragonabile a quello sotto cui vedremmo un oggetto di pochi centimetri sulla superficie lunare. «È come stare in giardino e cercare di fotografare una ciambella sulla Luna», ha spiegato Samuel Lai, primo autore dello studio.
Nessun telescopio singolo ha una risoluzione del genere. L’EHT ci riesce con una tecnica chiamata interferometria a lunghissima base (VLBI): radiotelescopi sparsi in diversi continenti osservano lo stesso oggetto nello stesso istante, registrano i segnali con orologi atomici e li combinano in seguito, come se fossero parti di un’unica antenna grande quanto la Terra. Il prezzo da pagare è che i dati sono pochi e “bucati”: la rete copre solo una piccola parte di quel gigantesco specchio virtuale, e ogni stazione introduce errori dovuti all’atmosfera e all’elettronica. Per ricostruire un’immagine occorre quindi calibrare i dati e fare delle ipotesi, ed è proprio qui che possono infilarsi distorsioni.
Il trucco dei triangoli
Il metodo australiano attacca il problema alla radice. Nell’interferometria classica l’informazione elementare viene da coppie di telescopi: ogni coppia misura un pezzetto della struttura della sorgente. Ma se una delle due stazioni ha un errore, per esempio un ritardo dovuto al vapore acqueo sopra l’antenna, quell’errore contamina tutte le misure in cui compare.
L’idea è combinare le misure lungo anelli chiusi di telescopi, a partire da tre stazioni. Facendo i conti lungo il triangolo, gli errori propri di ciascuna stazione si cancellano a vicenda e resta solo l’informazione sulla forma della sorgente. Gli astronomi chiamano queste grandezze “invarianti di chiusura”: sono una generalizzazione delle fasi di chiusura usate in radioastronomia da decenni. «La nostra tecnica combina terne invece delle consuete coppie di dati dei telescopi, per eliminare quegli errori», ha sottolineato Nithyanandan Thyagarajan, responsabile del progetto. Il vantaggio è che non serve una calibrazione accurata stazione per stazione; lo svantaggio è che si lavora con meno informazione e più rumore, il che rende la ricostruzione più difficile.
Un’intelligenza artificiale senza pregiudizi
Per superare questa difficoltà il gruppo ha sviluppato GenDIReCT, un sistema di ricostruzione basato su modelli generativi “a diffusione”, la stessa famiglia di algoritmi alla base di molti generatori di immagini. Il punto cruciale è che il modello non conosceva in anticipo l’aspetto di un buco nero: non era stato addestrato a produrre anelli, ma a produrre immagini qualsiasi compatibili con i dati. Durante la ricostruzione, come ha spiegato il coautore Foivos Diakogiannis, l’algoritmo continua ad affinare ogni immagine usando le misure dei telescopi come guida.
Applicato ai dati dell’EHT, GenDIReCT ha fatto emergere un anello luminoso con un lato più brillante, quasi identico all’immagine diffusa nel 2019. Secondo Laurent Loinard, direttore della collaborazione EHT, il risultato è «in eccellente accordo» con quanto pubblicato dalla collaborazione. Per Lai si tratta della «prima convalida davvero indipendente» dell’immagine: un passaggio fondamentale del metodo scientifico, nel quale un risultato diventa solido quando altri, con strumenti diversi, arrivano alla stessa conclusione.
Cosa resta da capire
La verifica ha però un limite preciso: utilizza gli stessi dati raccolti dall’EHT, quindi conferma che l’anello non nasce dal modo in cui le immagini sono state elaborate, ma non può escludere eventuali problemi nelle registrazioni originali. Anche i dettagli più fini, come lo spessore esatto dell’anello o la distribuzione della luce lungo il bordo, restano più difficili da fissare della forma generale.
Il gruppo sta già lavorando per applicare lo stesso approccio a Sagittarius A*, il buco nero al centro della nostra galassia, la cui immagine è ancora più difficile da ottenere perché la sua luce cambia nel giro di minuti. E il metodo potrebbe uscire dall’astronomia: secondo Thyagarajan, la stessa capacità di ricostruire immagini da dati incompleti e rumorosi potrebbe essere utile anche nella diagnostica medica e nella mappatura dei terremoti.
Stefano Camilloni
Riferimento scientifico: S. Lai et al., Independent interferometric observable confirms black hole shadow in M87*, Nature (2026).
DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-026-11241-9
Fonte: Phys.org; comunicato stampa: CSIRO
