Per la prima volta, i ricercatori hanno catturato un buco nero che emette un potente getto

Grazie a questa nuova immagine, gli astronomi sperano di capire meglio come i buchi neri emettono getti di alta energia.

I buchi neri sono generalmente noti come carnivori onnivori, che divorano e ingoiano qualsiasi materia che si avvicini troppo. Tuttavia, allo stesso tempo, i buchi neri possono anche espellere getti di materia. Questi getti a volte viaggiano quasi alla velocità della luce e spesso raggiungono ben oltre i confini della loro stessa galassia. Gli astronomi hanno a lungo affrontato la questione di come si possano formare getti così massicci. Tuttavia, un’immagine di nuova produzione può aiutare a svelare questo mistero. Perché per la prima volta i ricercatori sono riusciti a immaginare un buco nero scagliato via da un potente getto.

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Nella foto in basso si può ammirare l’aereo. Le osservazioni sono state effettuate nel 2018 utilizzando i telescopi Set di millimetri universale VLBI (GMVA), d Il gruppo Atacama è largo millimetri/metro (ALMA) f Telescopio della Groenlandia (GLT). Facendo lavorare insieme questi radiotelescopi, è stato creato un gigantesco telescopio virtuale delle dimensioni, per così dire, della Terra.

A proposito, l’immagine mostra non solo il piano creato dal buco nero, ma anche la cosiddetta ombra del buco nero. Il buco nero in questione è quello della galassia Messier 87 (M87). Questo nome potrebbe suonarti familiare. Alcuni anni fa, i ricercatori sono riusciti per la prima volta a catturare questo buco nero – o meglio, l’ombra del suo orizzonte degli eventi – sull’immagine. M87 si trova a circa 55 milioni di anni luce dalla Terra. La massa del buco nero che contiene questa galassia è almeno 6,5 miliardi di volte quella del nostro Sole.

Cos’è l’ombra di un buco nero?
La materia in orbita attorno a un buco nero si riscalda ed emette luce. Il buco nero piega questa luce e ne cattura una parte. Visto dalla Terra, questo crea una struttura a forma di anello attorno al buco nero. La regione scura all’interno dell’anello è l’ombra del buco nero.

Come nel caso della prima immagine iconica di questo buco nero, sono stati combinati i dati di molti radiotelescopi situati in tutto il mondo, ma a una lunghezza d’onda maggiore: 3,5 millimetri invece di 1,3 millimetri. “A questa lunghezza d’onda, possiamo vedere come il getto provenga dall’anello di emissione attorno al buco nero supermassiccio centrale”, spiega Thomas Kirschbaum del Max Planck Institute for Radio Astronomy.

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L’immagine, rilasciata oggi, mostra per la prima volta come la base del getto sia attaccata alla materia in orbita attorno a un buco nero supermassiccio. La regione attorno a questo buco nero e il suo getto sono stati osservati separatamente in precedenza. Tuttavia, questa è la prima volta che vengono fotografati insieme e contemporaneamente. In altre parole, per la prima volta gli astronomi hanno catturato contemporaneamente l’ombra del buco nero di M87 e i potenti getti emanati da questo buco nero. “Questa nuova immagine completa il quadro catturando contemporaneamente la circonferenza del buco nero e del getto”, ha affermato Jae-Yong Kim del Max Planck Institute for Radio Astronomy.

Come nascono?
I ricercatori sperano che questa immagine risolva il mistero di come i buchi neri espellono tali getti. “Sappiamo che i getti sono molto vicini ai buchi neri”, afferma il ricercatore Roo Sen Lu dell’Osservatorio di Shanghai. Ma ancora non capiamo esattamente come questo avvenga. Per indagare direttamente su questo, dobbiamo osservare il flusso il più vicino possibile al buco nero”. E hanno fatto abbastanza bene con la nuova immagine. Quindi gli astronomi pensano che l’immagine li aiuterà a capire meglio come i buchi neri rilasciano un’energia così elevata. La registrazione fornisce almeno agli scienziati il ​​contesto per capire come si formano potenti getti.

l’anello
Anche le nuove osservazioni del buco nero al centro di M87 hanno sorpreso. L’anello catturato ora è circa la metà delle dimensioni della “prima immagine di un buco nero”. Utilizzando simulazioni al computer, il team ha tentato di spiegare l’origine fisica dell’anello più grande e più spesso. I risultati indicano che la nuova immagine mostra più materiale che cade verso il buco nero di quanto visto nell’immagine precedente.

I ricercatori hanno in programma di implementare nuovamente la stessa rete di telescopi in futuro. Perché sebbene l’immagine attuale abbia fornito importanti spunti, il team spera di rivelare alla fine come i buchi neri supermassicci emettano potenti getti. “Per studiare più da vicino le origini del getto, abbiamo in programma di osservare la regione attorno al buco nero al centro di M87 a diverse lunghezze d’onda radio”, afferma Eduardo Ros del Max Planck Institute for Radio Astronomy. In questo modo, i ricercatori sperano di saperne di più sui complessi processi che avvengono vicino al buco nero. Ross continua: “I prossimi anni saranno entusiasmanti, perché impareremo sempre di più su ciò che sta accadendo vicino a una delle regioni più misteriose dell’universo”.