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Un getto di luce dal cuore oscuro di Centaurus A

Dopo aver svelato la prima immagine di un buco nero nella galassia Messier 87 nel 2019, oggi la collaborazione internazionale di Event Horizon Telescope (EHT) mostra il cuore della vicina radiogalassia Centaurus A con dettagli senza precedenti, a una lunghezza d’onda di 1,3 mm.

Il team, di cui fa parte anche l’Istituto Nazionale di Astrofisica, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e l’Università Federico II di Napoli, ha individuato la posizione del buco nero supermassiccio centrale rivelando la nascita di un gigantesco getto.

Pubblicata su Nature Astronomy, la ricerca ha elaborato l’immagine del getto grazie ai dati dalla stessa campagna di osservazione che ha fornito la famosa immagine del buco nero in M87, scrutato nel 2017 dagli 8 telescopi di EHT sparsi lungo tutto il mondo. Il getto emergente da Centaurus A è stato ripreso con una frequenza dieci volte superiore e una risoluzione tale da essere sedici volte più nitida rispetto a tutte le precedenti osservazioni.

«Questo ci permette per la prima volta di vedere e studiare un getto radio extragalattico su scale più piccole della distanza percorsa dalla luce in un giorno. Vediamo da vicino e nello specifico come nasce un getto mostruosamente gigantesco lanciato da un buco nero supermassiccio» dice il leader dello studio, l’astronomo Michael Janssen del Max Planck Institute for Radio Astronomy di Bonn e della Radboud University Nijmegen, enti tra i 13 istituti che compongono il consorzio EHT.

La particolarità della nuova immagine è che solo i bordi esterni del getto sembrano emettere radiazioni.Questo fenomeno è noto anche in altri getti, ma non era mai stato visto in modo così pronunciato prima.

L’immagine risulta quindi tanto dettagliata quanto affascinante per le novità che pone nelle teorie sui getti relativistici, i cui meccanismi di formazione non sono ancora completamente compresi. Se la forte attrazione gravitazionale di un buco nero attira tutta la materia circostante, un getto relativistico può nascere solo al di fuori di esso, sicuramente oltre l’orizzonte degli eventi: la regione in cui nulla, né materia né luce, può scappare al buco nero. I getti relativistici appaiono come delle emissioni luminose collimate, in cui i raggi di luce sono paralleli e non si disperdono neanche all’infinito. Il getto rimane quindi perpendicolare al disco di accrescimento, la regione in cui si trova la materia che, in rapida rotazione attorno al buco nero, è destinata a esser risucchiata dalla sua gravità.

Con le nuove osservazioni EHT del getto di Centaurus A, la probabile posizione del buco nero è stata identificata nel punto di lancio del getto stesso.

Galassie come Centaurus A, con al centro buchi neri supermassicci, sono definite attive proprio a causa del grande processo di nutrimento di gas e polvere da parte del buco nero, evento che rilascia enormi quantità di energia. Ma anche a un largo pozzo come un buco nero supermassiccio a volte può scappare qualcosa. Alcune particelle circostanti sfuggono un attimo prima della cattura e vengono soffiate lontano nello spazio, creando così il getto relativistico. Tra i diversi obiettivi della collaborazione dell’EHT c’è proprio quello di risolvere il mistero su come i getti possano estendersi su scale più grandi delle galassie che li ospitano senza mai disperdersi.

«Anche se il buco nero al centro di Centaurus A è troppo piccolo per poter vedere la sua ‘ombra’, la sua vicinanza alla Terra ci ha permesso per la prima volta di vedere e studiare un getto radio extragalattico su scale pari a circa sei volte la distanza tra il Sole e Nettuno – dice Ciriaco Goddi, ricercatore dell’università olandese di Nijmegen e associato all’INAF – EHT fornisce una miniera di dati su una vasta gamma di buchi neri. E siamo ancora all’inizio» .

Intanto, a quasi due secoli dalla sua scoperta per occhio di James Dunlop, Centaurus A continua a essere al centro dell’interesse degli astronomi. Identificata nel 1949 come una delle prime e più forti sorgenti radio extragalattiche, la quinta galassia più luminosa del cielo notturno è stata studiata da una varietà di osservatori lungo tutto lo spettro elettromagnetico. L’evoluzione prevista ora è quella di osservazioni ad una lunghezza d’onda ancora più corta e ad una risoluzione più alta, permettendo così, secondo i ricercatori, di fotografare in futuro il buco nero centrale di Centaurus A, ma solo grazie all’ausilio di osservatori satellitari spaziali.

 

Crediti immagine in evidenza: Radboud University; ESO/WFI; MPIfR/ESO/APEX/A. Weiss et al.; NASA/CXC/CfA/R. Kraft et al.; EHT/M. Janssen et al.

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