Nuove strepitose immagini dal telescopio Event Horizon

Il team di astronomia che 2 anni fa ha catturato il primo piano di un buco nero gigante, al centro della galassia Messier 87 (M87), ha ora spostato l’attenzione su di un secondo gigante. In realtà un po’ più piccolo, nella vicina galassia attiva Centaurus A. L’ultima immagine dell’Event Horizon Telescope (EHT) dovrebbe aiutare a risolvere le domande su come tali centri galattici, incanalano enormi quantità di materia in potenti raggi e li “sparano” migliaia di anni luce nello spazio. Le immagini supportano anche la convinzione dei teorici che tutti i buchi neri operino allo stesso modo, nonostante le enormi variazioni nelle loro masse.

“Questo è davvero bello”, dice l’astronomo Philip Best dell’Università di Edimburgo della nuova immagine EHT. “La risoluzione angolare è sorprendente, rispetto alle immagini precedenti di questi getti.”

Come funziona il telescopio Event Horizon

L’EHT fonde dozzine di dati da antenne radio disperse in vari posti nel globo, dalle Hawaii alla Francia e dalla Groenlandia al Polo Sud, fondendoli come in un enorme telescopio virtuale. Puntando un gran numero di antenne radio su un oggetto celeste allo stesso tempo e cronometrando attentamente i dati di ciascuno con un orologio atomico, i ricercatori possono successivamente riassemblarlo con enormi cluster di calcolo. Un processo che richiede anni, per produrre un’immagine con una risoluzione nitida come quella di un singolo piatto delle dimensioni della Terra. Una sfida è ottenere il tempo di osservazione da 11 diversi punti contemporaneamente, quindi l’EHT funziona solo per poche settimane ogni anno; maltempo e problemi tecnici spesso restringono ulteriormente quella finestra.

Il telescopio virtuale ha sondato Centaurus A durante la stessa campagna di osservazione del 2017, che ha prodotto l’immagine ormai famosa del buco nero supermassiccio in M87. Centaurus A, distante circa 13 milioni di anni luce, è una delle galassie più vicine alla Terra la quale è abbastanza luminosa. Ha anche getti evidenti che sputano materia sopra e sotto il disco galattico, un segno distintivo di un buco nero gigante attivo. “Volevamo vedere come appariva il jet alla risoluzione” ha detto il membro del team Michael Janssen del Max Planck Institute for Radio Astronomy. “Non sapevamo cosa aspettarci.”

L’immagine da Event Horizon

Il risultato, che lui e i colleghi riportano oggi su Nature Astronomy, è stata un’immagine dettagliata di come il jet emerge dalla regione intorno al buco nero supermassiccio di Centaurus A. Mostrando una notevole somiglianza con le immagini dell’EHT del jet di M87 su scala molto più piccola. Le immagini dei getti di Centaurus A scattate da altri telescopi a diverse lunghezze d’onda rivelarono pochi dettagli, ma le immagini EHT mostrano il getto con un centro scuro fiancheggiato da due strisce luminose. Meglio: suggerisce che il getto potrebbe apparire luminoso intorno al suo bordo perché le sue regioni esterne si strofinano contro il gas e la polvere circostanti, facendoli brillare.

Gli astrofisici non capiscono appieno come i nuclei galattici guidino queste fontane incredibilmente potenti. Una teoria sostiene che un disco di accrescimento, il vortice turbinoso della materia che si estende a spirale nel buco nero, genera un campo magnetico che incanala parte della materia in un getto. Altri sostengono che questo campo magnetico deve attingere all’energia rotazionale del buco nero stesso per essere in grado di raggiungere una potenza così colossale.

Nuove rilevazioni del telescopio Event Horizon

Le nuove osservazioni di Centaurus A non risolvono la questione, ma forniscono nuovi indizi. Janssen dice che le immagini mostrano che i bordi straordinariamente paralleli del getto si restringono in un cono vicino al buco nero. La base di quel cono rimane ampia, dice, il che potrebbe suggerire che provenga dal disco di accrescimento: “Resta tutto da vedere”.

L’astrofisico teorico Jim Beall del St. John’s College dice che potrebbe non esserci una sola risposta: lo spin del buco nero si trascina sull’orbita stabile più interna della materia in caduta, il che a sua volta influisce su come il disco stesso modella e alimenta il getto. “È una relazione simbiotica”, dice. “L’EHT ci porta vicino al disco di accrescimento. I risultati sono davvero abbastanza belli.”

Le immagini di Centaurus A riempiono anche uno spazio vuoto nelle osservazioni del buco nero. Gli osservatori hanno studiato il funzionamento dei getti provenienti dal più grande dei buchi neri, tra cui M87, del peso di miliardi di volte la massa del nostro Sole. Hanno anche analizzato getti da buchi neri molto più piccoli, con masse di poche decine di Soli. La nuova visione di Centaurus A, a 55 milioni di volte la massa del Sole, assomiglia proprio ai suoi parenti sempre più grandi. Questo conferma l’idea che i buchi neri sono essenzialmente oggetti semplici, definiti solo dalla loro massa, carica e spin. Quindi quelli con la massa di una grande stella, non dovrebbero comportarsi in modo diverso da uno con la massa pari ad una galassia.

Fonte Science