09 Apr 2020 Colpo d’Occhio sul Getto di un Buco Nero
Dopo aver pubblicato la celeberrima “prima immagine” dell’ombra del buco nero nel cuore della galassia M87, la collaborazione internazionale Event Horizon Telescope ha ricavato l’immagine più dettagliata mai ottenuta di un getto relativistico. Il getto è emesso dal remoto quasar 3C 279, che ospita un vorace buco nero supermassiccio con massa pari a un miliardo di masse solari. Le nuove analisi hanno permesso al team del Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) di tracciare il percorso del getto fino al suo punto di origine, laddove il materiale cade precipitosamente verso il temibile buco nero, finendo per essere divorato. I risultati sono pubblicati su Astronomy & Astrophysics.
La collaborazione EHT continua ad estrarre informazioni dai dati raccolti nell’Aprile 2017: uno degli obiettivi delle osservazioni era una galassia distante 5 miliardi di anni luce da noi, situata nella Costellazione della Vergine e classificata come quasar per via della sorgente ultraluminosa di energia al suo centro, dovuta alla presenza di un enorme buco nero che divora materia. Getti gemelli di plasma vengono espulsi dai dintorni dell’oscuro oggetto a velocità prossime a quella della luce, una conseguenza delle immense forze rilasciate man mano che il materiale ricade verso la poderosa stretta gravitazionale del buco nero.
Illustrazione in molteplici lunghezze d’onda della struttura del getto in 3C 279 Credit: J.Y. Kim (MPIfR), Boston University Blazar Program (VLBA and GMVA), and Event Horizon Telescope Collaboration
Per catturare questa nuova immagine, il team ha utilizzato una tecnica particolare chiamata Interferometria a Base Molto Ampia (very long baseline interferometry, VLBI), una combinazione di osservazioni in banda radio che permette di sincronizzare telescopi sparsi per il globo e di riprodurre così le prestazioni di un unico telescopio grande quanto il nostro pianeta, raggiungendo un dettaglio senza precedenti, pari alla capacità di risolvere un frutto sulla superficie della Luna. I dati provenienti da tutti i telescopi vengono raccolti tramite supercomputer e combinati all’Haystack Observatory del MIT, dove vengono analizzati da un team di esperti.
Per quanto riguarda la galassia 3C 279, la collaborazione EHT è stata in grado di misurare dettagli più fini di un anno luce in estensione e questo ha permesso agli astronomi di individuare le caratteristiche del getto fino al disco di accrescimento del buco nero. I dati dimostrano che i getti, solitamente lineari, presentano una forma inaspettatamente contorta alla base e rivelano formazioni perpendicolari al getto, che potrebbero costituire i poli del disco di accrescimento da cui vengono espulsi. I fini dettagli nell’immagine cambiano nel corso di giorni consecutivi, forse a causa della rotazione del disco di accrescimento e della progressiva caduta del materiale nel buco nero, un fenomeno ipotizzato ma mai osservato prima.
“Sappiamo che ogni volta che si apre una nuova finestra sull’Universo si può scoprire qualcosa di nuovo. In questo caso, mentre ci aspettavamo di trovare la regione in cui si formano i getti ricavando l’immagine più dettagliata possibile, scopriamo una sorta di struttura perpendicolare”, spiega Jae-Young Kim, a guida dello studio. A causa del moto rapidissimo, pari al 99,5 percento della velocità della luce, il getto sembra procedere a velocità circa 20 volte superiori a quella della luce, un fenomeno chiamato moto superluminale”. Tale fenomeno è una sorta di “illusione ottica” e avviene quando le particelle viaggiano a velocità prossime a quella della luce lungo una direzione molto vicina alla nostra linea visuale. Mentre si muove verso di noi ad altissima velocità, il getto continua ad emettere luce, che impiegherà meno tempo a raggiungere la Terra, in quanto il getto nel frattempo si è molto avvicinato a noi. La velocità risultante apparirà superluminale, pur non essendolo realmente.
L’insolita geometria del getto suggerisce la presenza di fronti d’urto in rapido moto o di instabilità in un getto curvo e rotante, fenomeno che potrebbe spiegare anche l’emissione ad alta energia, ad esempio di raggi gamma. “L’anno scorso abbiamo presentato la prima immagine dell’ombra di un buco nero. Ora osserviamo cambiamenti inaspettati nella forma del getto in 3C 279, e non abbiamo ancora finito. Come abbia detto l’anno scorso, questo è solo l’inizio!”, conclude Anton Zensus del Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn.
Nell’immagine illustrazione artistica di un buco nero attivo e del suo getto
Credit: NASA/CXC/M.Weiss
https://eventhorizontelescope.org/blog/something-is-lurking-in-the-heart-of-quasar-3c-279
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