23 Dic 2021 La Mostruosa Eruzione Cosmica di un Buco Nero
Un team di astronomi ha utilizzato osservazioni in varie lunghezze d’onda per studiare in dettaglio l’emissione energetica dal cuore della radiogalassia gigante più vicina a noi, Centaurus A, dovuta alla presenza di un buco nero supermassiccio particolarmente vorace. Sembra che il materiale espulso dai dintorni del buco nero si estenda fino a distanze superiori a un milione di anni luce.
In una tipica radiogalassia gas e polveri vengono inghiottiti dal buco nero centrale, provocando il rilascio di enormi quantità di energia, focalizzata in due rapidissimi getti di plasma, che attraversando la galassia generano lobi brillanti in banda radio fino a immense distanze. Centaurus A è situata a circa 12 milioni di anni luce di distanza da noi. Quando il buco nero si alimenta di materiale in caduta verso l’orizzonte degli eventi, dal disco di accrescimento circostante vengono espulsi due getti di plasma a velocità prossime a quella della luce, provocando la formazione di immense bolle radio. Si ritiene che Centaurus A derivi dalla collisione tra una galassia ellittica e una spirale più piccola, il cui risultato è un fantastico insieme di ammassi stellari e imponenti fasce di polvere oscura. Vicino al centro della galassia i detriti cosmici rimasti in seguito al violento scontro vengono progressivamente consumati da un buco nero centrale con massa decine di milioni di volte quella solare.
In questa immagine la regione attorno alla galassia Centaurus A in banda radio. Sono evidenti i vasti lobi di plasma che si allungano ben al di là della galassia. I puntini di fondo non sono stelle, ma radiogalassie molto più distanti Credit: Ben McKinley, ICRAR/Curtin and Connor Matherne, Louisiana State University
La materia nelle dense regioni centrali della galassia rilascia enormi quantità di energia, via via che precipita verso le fauci del buco nero. Come avviene in altre galassie attive, questo processo genera emissione radio, di raggi X e raggi gamma. Già in passato le osservazioni della galassia in banda radio e X si sono rivelate fondamentali per studiare l’interazione tra le emissioni energetiche del buco nero supermassiccio centrale e i suoi dintorni. Ora nuove osservazioni effettuate in banda radio dal telescopio Murchison Widefield Array (MWA) in Australia hanno dimostrato che il materiale espulso dal cuore della galassia si estende per ben 8 gradi in cielo, una regione pari alla dimensione apparente di 16 Lune piene. Benjamin McKinley dell’International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR), primo autore dello studio pubblicato su Nature Astronomy, afferma che l’immagine rivela nuovi e spettacolari dettagli sull’emissione radio della galassia.
“Queste onde radio derivano da materiale che viene risucchiato verso il buco nero supermassiccio nel mezzo della galassia”, afferma McKinley. “Quel materiale va a formare un disco attorno al buco nero e, man mano che viene distrutto avvicinandosi al buco nero, si formano potenti getti su ciascun lato del disco. Alla fine gran parte del materiale viene espulso di nuovo nello spazio, probabilmente a distanze superiori a un milione di anni luce. Precedenti osservazioni in banda radio non hanno catturato l’estrema luminosità dei getti e i dettagli dell’area più vasta che circonda la galassia risultavano distorti, ma le nostre nuove immagini superano queste limitazioni”. Centaurus A è la radiogalassia più vicina a noi. “Possiamo imparare molto da Centaurus A, perché è così vicina e possiamo osservarla in dettaglio, non solo in banda radio, ma in tutte le lunghezze d’onda”, precisa McKinley. “In questo studio siamo riusciti a combinare le osservazioni radio con dati ottici e in banda X, per poter comprendere meglio i processi fisici in atto in questi buchi neri supermassicci”.
Secondo Massimo Gaspari dell’INAF lo studio conferma una teoria conosciuta come “Chaotic Cold Accretion” (CCA), che sta emergendo in vari campi dell’astrofisica. “Secondo questo modello, nubi di gas freddo condensano nell’alone galattico e piovono giù verso le regioni centrali. Alimentato da questa pioggia di materiale, il buco nero reagisce con vigore, lanciando energia attraverso getti radio che gonfiano i lobi spettacolari che osserviamo nell’immagine di MWA“. La galassia appare più luminosa al centro, dove è più attiva ed è presente una quantità incredibile di energia. Strutture particolarmente interessanti nell’immagine si rivelano nelle regioni in cui le particelle cariche vengono ri-accelerate e interagiscono con forti campi magnetici.
Nell’immagine la galassia ellittica Centaurus A, nel cui cuore si annida un buco nero gigante attivo. La ripresa mostra la galassia e l’ambiente circostante in varie lunghezze d’onda. Il plasma che brilla in banda radio è mostrato in blu e interagisce con il gas caldo che emette radiazione X (in arancio) e con il freddo idrogeno neutro (in viola). Le nubi che emettono nella riga spettrale H-alpha sono visibili in rosso, al di sopra della galassia ripresa nel visibile, in mezzo ai due brillanti lobi radio.
Credit: Connor Matherne, Louisiana State University (Optical/Halpha), Kraft et al. (X-ray), Struve et al. (HI), Ben McKinley, ICRAR/Curtin. (Radio).
https://phys.org/news/2021-12-astronomers-capture-black-hole-eruption.html
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