Il getto freddo del buco nero

Un team di astronomi ha utilizzato il telescopio Alma per effettuare la sorprendente scoperta di un getto di gas freddo e denso al centro di una galassia situata a 70 milioni di anni luce dalla Terra. Il getto, con la sua insolita struttura vorticosa, fornisce nuovi indizi per un mistero astronomico di lunga data: come crescano i buchi neri supermassicci.

Un team di astronomi guidati da Susanne Aalto, professoressa di radioastronomia all’Università Chalmers, ha utilizzato il telescopio Alma (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) per osservare una notevole struttura nel centro della galassia NGC 1377, situata a 70 milioni di anni luce dalla Terra nella costellazione di Eridano. I risultati sono stati pubblicati su Astronomy and Astrophysics.

“Eravamo interessati a questa galassia a causa del suo centro luminoso avvolto nella polvere. Quello che non ci aspettavamo era un lungo, sottile getto che fuoriesce dal nucleo della galassia”, afferma Susanne Aalto. Le osservazioni di Alma rivelano un getto lungo 500 anni luce e spesso meno di 60 anni luce, che viaggia ad una velocità di almeno 800.000 chilometri all’ora (500.000 miglia all’ora).

La maggior parte delle galassie hanno un buco nero supermassiccio nei loro centri; questi buchi neri possono avere masse tra pochi milioni a un miliardo di masse solari. Il modo in cui sono cresciuti fino a diventare così massicci è una questione da lungo tempo dibattuta per gli scienziati. È possibile osservare indirettamente la presenza di un buco nero quando la materia è in caduta su di esso, un processo che gli astronomi chiamano accrescimento. Getti di materiale in rapido movimento sono segnali tipici del fatto che un buco nero sta accrescendo materiale. Il getto in NGC 1377 rivela la presenza di un buco nero supermassiccio. Ma ha anche altre informazioni da fornirci, spiega Francesco Costagliola, co-autore dello studio.

“Siamo abituati ad osservare getti che emergono da nuclei di galassie come “tubi” molto stretti di plasma caldo. Questo getto è proprio diverso, in quanto è estremamente freddo e la sua luce proviene da gas denso composto di molecole”, afferma. Il getto ha espulso gas molecolare in quantità equivalente a due milioni di volte la massa del Sole per un periodo di circa mezzo milione di anni, un tempo molto breve nella vita di una galassia. Durante questa fase breve e drammatica nell’evoluzione della galassia il suo buco nero supermassiccio centrale deve essere cresciuto rapidamente.

“I buchi neri che provocano potenti, stretti getti possono crescere lentamente accrescendo plasma caldo. Il buco nero in NGC1377, d’altra parte, fa una dieta di gas freddo e polvere e quindi, almeno per adesso, può ingrandirsi ad un tasso diverso, assai più velocemente”, spiega un membro del team, Jay Gallagher (University of Wisconsin-Madison). Il movimento del gas nel getto ha sorpreso gli astronomi. Le misurazioni con Alma sono coerenti con un getto che vortica in modo simile all’acqua che fuoriesce da un irrigatore da giardino. “L’insolito moto vorticoso del getto potrebbe essere dovuto ad un flusso irregolare di gas verso il buco nero centrale. Un’altra possibilità è che il centro della galassia contenga due buchi neri supermassicci in orbita uno attorno all’altro”, spiega Sebastien Muller, un membro del team.

La scoperta di questo notevole getto sarebbe stata impossibile senza Alma, conclude Susanne Aalto.
“La capacità unica di Alma per rilevare e misurare gas freddo sta rivoluzionando la nostra comprensione delle galassie e dei loro buchi neri centrali. In NGC 1377 stiamo assistendo ad una fase transitoria nell’evoluzione di una galassia, che ci aiuterà a comprendere le fasi di crescita più rapide ed importanti dei buchi neri supermassicci e il ciclo di vita delle galassie nell’Universo”, conclude.

http://phys.org/news/2016-07-alma-swirling-cool-jet-reveals.html

Image credit: CTIO/H. Roussel et al./ESO (left panel); Alma/ESO/NRAO/S. Aalto (top right panel); S. Aalto (lower right panel). Credit: Chalmers University of Technology