Un’indagine scopre intensi campi magnetici a spirale simili nella struttura a quelli del buco nero al centro della galassia M87, facendo ipotizzare la presenza di un getto nascosto in Sgr A*.
Nel 2022 alcuni scienziati rivelarono la prima immagine di Sgr A*, un imponente buco nero supermassiccio distante circa 27.000 anni luce dalla Terra, nella Via Lattea.
Pur essendo oltre mille volte inferiore e meno massiccio di M87, il primo buco nero mai fotografato ed uno dei maggiori a 55 milioni di anni luce, le osservazioni evidenziano molte somiglianze nell’aspetto. Un team di scienziati ha iniziato a chiedersi se i due condividessero altre caratteristiche e per scoprirlo ci si è affidati alla luce polarizzata.
Studi precedenti della luce intorno a M87 avevano mostrato che i campi magnetici che lo circondano consentivano al buco nero di emettere potenti getti di materiale. Lo stesso potrebbe accadere in Sgr A*.
Sara Issaoun, NASA Einstein Fellow presso l’Harvard & Smithsonian Center for Astrophysicals membro dell’Event Horizon Telescope e co-responsabile del progetto, ha spiegato come i campi magnetici intensi ed ordinati siano essenziali per l’interazione tra i buchi neri, i gas e la materia contigui.
La ricerca dell’astronoma è incentrata sulla raccolta, calibrazione ed imaging di osservazioni radio avvalendosi di reti globali di radiotelescopi per fotografare e studiare gli immediati dintorni dei buchi neri supermassicci al centro della nostra Galassia e della galassia M87. Questi oggetti generano i processi energetici più elevati dell’universo conosciuto, espellendo getti di plasma che colpiscono zone galattiche su larga scala, ma la loro dinamica ed i meccanismi di emissione rimangono avvolti nel mistero.
Nel plasma circostante a questi buchi neri, le particelle che ruotano intorno alle linee del campo magnetico producono una polarizzazione perpendicolare al campo che fa emergere dettagli in maniera vivida.
Fotografare i buchi neri in luce polarizzata non è facile. In particolare Sgr A* è meno stabile di M87 e cambia velocemente.
Geoffrey Bower, dell’Istituto di Astronomia e Astrofisica Academia Sinica Taipei e responsabile scientifico del progetto EHT, ha commentato come sia stato difficile già solo costruire l’immagine non polarizzata, ottenuta come media di più immagini.
Mariafelicia De Laurentis, professoressa all’Università di Napoli Federico II e vice responsabile scientifica del progetto EHT, ha dichiarato: “Con un campione di due soli buchi neri, di massa molto diversa ed ospitati da galassie differenti, è importante determinare quali sono le somiglianze. In entrambi i casi sembrano essere presenti intensi campi magnetici e questa potrebbe essere una caratteristica universale e forse fondamentale di questo tipo di sistemi. Un altro tratto in comune potrebbe essere un getto. Ne vediamo uno decisamente evidente in M87*, ma non ne abbiamo ancora trovato uno in Sgr A*”.
L’Event Horizon Telescope (EHT), fondato da Shep Doeleman presso l’Istituto di Astrofisica – Harvard & Smithsonian, ha catturato la prima immagine dell’anello di luce prodotto dalla materia proprio mentre cade nel buco nero al centro della vicina galassia M87. La prima foto in assoluto di questi corpi celesti.
L’EHT è un osservatorio virtuale costituito da telescopi che coprono tutto il pianeta, dalla Groenlandia al Polo Sud.
Gli otto telescopi che formavano l’EHT nell’aprile 2017, quando sono state effettuate le osservazioni, sono: ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), APEX (Atacama Pathfinder EXperiment), IRAM (Institut de Radioastronomie Millimetrique) da 30 metri di diametro, JCMT (James Clerk Maxwell Telescope), LMT (Large Millimeter Telescope Alfonso Serran), SMA (Submillimeter Array), SMT(Submillimeter Telescope dell’Università dell’Arizona) e SPT (South Pole Telescope). Da allora, si sono aggiunti alla rete dell’EHT i telescopi: GLT (Greenland Telescope), NOEMA (IRAM NOrthern Extended Millimeter Array) e quello da 12 metri di diametro dell’Università dell’Arizona a Kitt Peak.
ALMA ha avuto una parte rilevante nel rendere possibile la realizzazione di questa immagine essendo il maggiore ed il più potente.
María Díaz Trigo dell’ESO ha illustrato come ALMA stia pianificando un restyling chiamato Wideband Sensitivity Upgrade, ossia un aggiornamento della sensibilità a larga banda che lo renderà maggiormente sensibile mantenendone il ruolo chiave in future esplorazioni EHT di Sgr A* e di altri buchi neri.
L’EHT ha condotto numerose osservazioni dal 2017 e prevede di tornare a dedicarsi a Sgr A* nell’aprile 2024. Ogni anno, le immagini migliorano grazie all’incorporamento di risorse di ultima generazione, all’aumento della larghezza di banda ed all’inclusione di nuove frequenze. Le espansioni del prossimo decennio permetteranno anche filmati ad alta fedeltà di Sgr A*.
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Immagini/Grafica/Rappresentazione artistica: EHT Collaboration – ESO, IAU e Sky & Telescope
Ottimi approfondimenti!