03 Apr 2019 Primo Piano della Ciambella Attorno al Buco Nero
Gli scienziati hanno utilizzato il Very Large Array (VLA) per ottenere la prima immagine diretta del denso toro di gas e polveri, a forma di ciambella, che circonda il colossale buco nero nel cuore della nota radiogalassia Cygnus A.
Gli scienziati hanno focalizzato l’attenzione sulla galassia Cygnus A, localizzata a 760 milioni di anni luce dalla Terra, al cui centro si annida un colossale buco nero, ben 2,5 miliardi di volte più massiccio del Sole. Man mano che il materiale circostante vortica verso le fauci del divoratore cosmico, si riscalda ed emette energia, producendo nel corso del processo getti di plasma a velocità prossime a quella della luce, nonchè spettacolari “lobi” di emissione radio.
Simili centri galattici, alimentati da buchi neri attivi, producono emissioni luminose a varie lunghezze d’onda, nonché getti di materiale che si estendono ben al di là della galassia stessa, ma le loro proprietà variano a seconda del punto di osservazione. Le differenze portano a una varia classificazione, tra quasar, blazar o galassie di Seyfert. I teorici, tuttavia, hanno costruito un modello unificato che definisce un insieme di caratteristiche comuni, in grado di mostrare proprietà differenti a seconda dell’angolo di osservazione.
Immagine ripresa dal Very Large Array della Regione centrale di Cygnus A, con le annotazioni Credit: Carilli et al., NRAO/AUI/NSF
Il modello include la presenza di un buco nero centrale, di un disco rotante di materiale in caduta attorno al buco nero, e di getti in uscita dai poli del disco. In aggiunta, per spiegare perché lo stesso tipo di oggetto appare differente se osservato da varie angolazioni, il modello include uno spesso toro di gas e polveri, simile a una ciambella che circonda le parti interne. Il toro oscura alcune caratteristiche se osservato di fianco, facendo sì che appaiano all’osservatore alcune differenze, anche se si tratta di oggetti intrinsecamente simili. Gli astronomi definiscono questo insieme di caratteristiche come appartenenti a nuclei galattici attivi (active galactic nucleus, AGN).
“Il toro è una parte essenziale del fenomeno degli AGN, ed esistono evidenze di simili strutture in AGN vicini a bassa luminosità, ma non ne avevamo mai osservato uno direttamente in una radiogalassia con una tale emissione luminosa”, spiega Chris Carilli del National Radio Astronomy Observatory (NRAO). “Cygnus A è l’esempio più vicino di brillante radiogalassia, dieci volte più vicina di ogni altra con emissione radio paragonabile. Questa relativa vicinanza ci ha permesso di scoprire il toro nelle immagini ad alta risoluzione del Very Large Array relative al nucleo galattico”, aggiunge Rick Perley del NRAO.
Le osservazioni hanno rivelato direttamente il gas nel toro di Cygnus A, che ha un raggio di quasi 900 anni luce. Modelli di lunga data dei tori polverosi dei buchi neri suggeriscono che la polvere si trovi in nubi incorporate nel gas denso. “È davvero entusiasmante avere in mano finalmente un’evidenza diretta di qualcosa la cui presenza abbiamo a lungo ipotizzato”, aggiunge Carilli. “Per determinare accuratamente la forma e la composizione di questo toro, abbiamo bisogno di ulteriori osservazioni. Ad esempio, l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) è in grado di osservare nelle lunghezze d’onda che riveleranno direttamente la polvere”. I ricercatori avevano già scoperto nel 2016 un nuovo oggetto brillante vicino al centro di Cygnus A, molto probabilmente un secondo buco nero supermassiccio, che solo recentemente si è imbattuto in nuovo materiale da divorare, provocando emissione brillante. Secondo il team l’esistenza di un secondo buco nero suggerisce che Cygnus A si sia fusa con un’altra galassia in un passato astronomicamente recente. I risultati del nuovo studio sono pubblicati su Astrophysical Journal Letters.
[ Barbara ]
L’illustrazione artistica mostra lo spesso toro di polveri che secondo gli astronomi circonda i buchi neri supermassicci e i loro dischi di accrescimento.
Credit: ESA / V. Beckmann (NASA-GSFC)
https://public.nrao.edu/news/key-feature-powerful-radio-galaxies/
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