09 Mar 2022 Il Pasto Preistorico di Sagittarius A*
Poco più di due milioni e mezzo di anni fa il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, Sagittarius A*, si è goduto un bel banchetto, ingoiando probabilmente un enorme boccone di gas interstellare. Ora, molto tempo dopo, possiamo osservare le conseguenze di quel sontuoso pasto. Due sistemi di bolle giganti, luminose in banda X e nei raggi gamma, si innalzano per decine di migliaia di anni luce al di sopra e al di sotto del piano della Via Lattea. Un nuovo studio suggerisce che queste immense strutture derivino dall’effetto devastante di un potente getto di plasma ionizzato, espulso dalle zone circostanti il buco nero centrale della nostra galassia, quando era particolarmente attivo. Sembra che il getto iperveloce abbia iniziato il suo energetico viaggio circa 2,6 milioni di anni fa e che si sia affievolito dopo un centinaio di migliaia di anni.
Il cuore della nostra galassia, dove si annida un mostruoso buco nero oltre 4 milioni di volte più massiccio del Sole, è un centro di frenetica attività. Comprendere il modo in cui l’energia proveniente dal centro galattico riesce a trovare la strada per raggiungere le frontiere esterne della galassia potrebbe fornire nuovi indizi sui processi di evoluzione delle galassie in generale. Le osservazioni provano che il nostro buco nero non è un mostro dormiente, ma si risveglia periodicamente quando una stella o massicce nubi di gas e polveri si avvicinano troppo, trascinando il materiale in un disco di accrescimento circostante. Si ritiene che i getti siano prodotti da una piccola frazione del materiale, che viene incanalato lungo le linee di campo magnetico al di fuori dell’orizzonte degli eventi, nella regione interna del disco di accrescimento. Le linee di campo magnetico agiscono come un sincrotrone, accelerando il materiale verso i poli del buco nero, da dove viene lanciato nello spazio sotto forma di getti iperveloci di plasma ionizzato. Questi getti possono percorrere immense distanze al di sopra e al di sotto del piano galattico. Gli stretti deflussi sono accompagnati da torrenti di radiazione micidiale.
Nell’immagine la sovrapposizione di una ripresa della Via Lattea del satellite Gaia dell’ESA e di una visualizzazione delle simulazioni delle bolle di Fermi e di eRosita Credit: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO
Nel 2020 il telescopio a raggi X eRosita riprese le immagini di due immense bolle estese per migliaia di anni luce al di sopra e al di sotto del piano della Via Lattea. In realtà, al di sopra del bulge galattico si innalzano due sistemi di bolle giganti, che potrebbero essere stati prodotti dallo stesso evento, nonostante la loro dimensione differente. Sia le Bolle di Fermi, individuate nel 2010 per la loro emissione di raggi gamma, sia le bolle immortalate in banda X da eROSITA derivano dall’attività del buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, Sagittarius A*. Dal momento che una delle due coppie di bolle è molto più grande dell’altra, non era chiaro se fossero state prodotte nello stesso periodo, oppure in seguito a eventi distinti.
Le Bolle di Fermi, ricche di gas caldo, raggi cosmici e campi magnetici, si estendono per 29.354 anni luce al di sopra e al di sotto del piano galattico, per una dimensione totale pari a quasi 60.000 anni luce. Anche se non possono essere osservate nel visibile, le Bolle sono molto luminose nei raggi gamma, hanno bordi definiti e presentano una controparte di emissione nelle microonde. Le bolle osservate dal telescopio eROSITA emettono radiazione X e si innalzano per 45.661 anni luce in entrambe le direzioni dal centro galattico, per una lunghezza totale di oltre 90.000 anni luce, inglobando interamente le Bolle di Fermi. Nonostante queste ultime siano più ridotte in dimensione, è probabile che entrambe le strutture derivino da uno stesso evento ultra-energetico, un’eruzione violenta del buco nero supermassiccio. In effetti, la forma delle bolle è molto simile.
Un team di astronomi guidato da Hsiang-Yi Karen Yang della National Tsing Hua University a Taiwan ha utilizzato simulazioni numeriche per analizzare l’attività del buco nero gigante che potrebbe aver prodotto le bolle osservate. Tra i due possibili fenomeni alla base dell’evento (getti bipolari o venti iperveloci soffiati da Sagittarius A*), gli astronomi ritengono più probabile che la creazione delle bolle sia dovuta all’effetto dei getti. “Dimostriamo che i nuovi dati di eROSITA forniscono informazioni fondamentali che ci permettono di porre vincoli aggiuntivi su questi due scenari, e che la combinazione di immagini e spettri nei raggi gamma, in banda X e nelle microonde suggerisce fortemente che getti attivi espulsi in passato dai dintorni del buco nero centrale siano i probabili colpevoli della formazione delle bolle”, spiegano i ricercatori nello studio pubblicato su Nature Astronomy.
I risultati suggeriscono che Sgr A* sia stato attivo circa 2,6 milioni di anni fa, lanciando per un periodo di circa 100.000 anni potenti getti nello spazio, che sono arrivati fino al mezzo interstellare dell’alone circostante la Via Lattea. La notevole differenza di pressione e l’impatto con onde d’urto tra i getti e il gas nel materiale interstellare ha fatto sì che i getti si espandessero, trasformandosi in una sorta di bolle o giganteschi bozzoli, simili alle strutture osservate in banda radio negli ammassi di galassie. “La stessa immissione di energia da parte del buco nero e la conseguente espansione dei bozzoli ha spinto via il gas dell’alone galattico a velocità supersoniche, formando un fronte d’urto che si propaga in avanti. Nei pressi dell’onda d’urto, la compressione del gas ha provocato un aumento della densità del gas locale, producendo radiazione termica di frenamento (o Bremsstrahlung), che viene emessa da particelle cariche quando subiscono un’accelerazione, evidente in banda X sotto forma di bolle osservate da eROSITA”, spiegano i ricercatori. “Indagini future riveleranno l’impatto di questo feedback energetico sulla storia evolutiva della nostra Via Lattea, e come questo evento si adatti al quadro più ampio della co-evoluzione tra la galassia e il buco nero supermassiccio centrale”.
Nell’immagine rappresentazione artistica di un buco nero attivo e del suo getto lanciato nello spazio
Image credit: NASA/JPL-Caltech
Nell’immagine la sovrapposizione di una ripresa della Via Lattea del satellite Gaia dell’ESA e di una visualizzazione delle simulazioni delle bolle di Fermi e di eRosita
Credit: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO
Related posts:
La Minispirale al Centro della Via Lattea
Pianeti Ridotti all’Osso dalla Furia di Sagittarius A*
Piccole Stelle Neonate accanto a Sagittarius A*
Migliaia di Compagni per il Nostro Buco Nero
Oggetti Misteriosi nel Centro Galattico
Immensi Fiumi di Energia dal Cuore della Via Lattea
I Campi Magnetici Placano Sagittarius A*
L’Enigmatico Risveglio di Sagittarius A*
Intensa attività nel centro galattico 6 milioni di anni fa
Oggetti di dimensione planetaria scagliati dal buco nero della Via Lattea
L’ultima cena del nostro buco nero
L’Indifferenza di Sagittarius A*
Stelle Bambine Accanto al Buco Nero
Buchi Neri Giganti Controllano la Nascita delle Stelle
Lo Sciame di Sagittarius A*: Un Nugolo di Buchi Neri al Centro della Via Lattea
Una Catastrofica Collisione Potrebbe Spedire il Sistema Solare nello Spazio
Una Popolazione di Strani Oggetti Attorno a Sagittarius A*
La Mostruosa Eruzione Cosmica di un Buco Nero
Il Cuore Antico della Via Lattea
Archeologia della Via Lattea