Dopo il buco nero, fotografato uno dei fenomeni più potenti del cosmo

ROMA - Gli scienziati sono riusciti a fotografare uno dei fenomeni cosmici più potenti: si tratta di un getto di plasma emesso dal buco nero al centro della galassia 3C 279, nella costellazione della vergine. L'immagine, pubblicata su Astronomy and Astrophysics, è della collaborazione Event Horizon Telescope (Eht), la prima ad avere immortalato con una immagine un buco nero. L'Italia vi collabora con Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) e Università Federico II di Napoli. E' nuovo tassello al puzzle della storia dell'universo

Ecco la prima immagine di un buco nero. "Einstein aveva ragione"

Matteo Marini 10 Aprile 2019

Ad essere ritratto con un livello di dettaglio inedito un getto relativistico originato probabilmente dalle vicinanze di un buco nero supermassiccio. La tecnica utilizzata da EHT, chiamata interferometria a base molto lunga (VLBI), ha permesso agli scienziati di studiare la morfologia su scala fine del getto vicino alla sua base, dove si pensa abbia origine un'emissione di raggi gamma molto variabile. I risultati sono pubblicati nel numero di Astronomy and Astrophysics del 7 aprile. La collaborazione EHT continua così a estrarre informazioni fondamentali dalla eccezionale raccolta dati della campagna osservativa globale condotta nell'aprile 2017.

"Ogni volta che apriamo una nuova finestra osservativa sul nostro universo, esso ci regala nuove emozioni", commenta Mariafelicia De Laurentis, ricercatrice all'INFN e professore all'Università Federico II di Napoli, membro della Collaborazione EHT. "Il risultato ottenuto ci permette ora di avere una maggiore comprensione della natura e dei processi fisici alla base di queste enormi sorgenti di energia: siamo riusciti ad aggiungere un altro tassello al grande puzzle della storia dell'universo".

"Comprendere in dettaglio i processi fisici legati alla formazione dei getti relativistici, e il meccanismo di accelerazione e collimazione di questi ultimi, ha rappresentato, da 50 anni a questa parte, uno dei principali filoni di ricerca dell'astrofisica moderna", spiega Ciriaco Goddi, responsabile scientifico del progetto BlackHoleCam, principale partner europeo di EHT. "Oggi, grazie al progetto EHT, possiamo avere finalmente accesso alla base di questi getti giganteschi, che si propagano per migliaia e alle volte milioni di anni luce, e capire la loro relazione fisica dal buco nero centrale".

L' obiettivo di questo studio, la galassia 3C 279, è una galassia che gli scienziati classificano come quasar (contrazione di QUASi-stellAR, cioè sorgente "quasi stellare") perché al suo centro brilla un punto di luce ultra-luminoso e variabile quando enormi quantità di gas e stelle cadono all'interno del un gigantesco buco nero che si trova al suo centro. Il buco nero, la cui massa è circa un miliardo di volte quella del Sole, "ingoia" le stelle e il gas che si avvicinano al suo potente disco di accrescimento per poi espellerne una parte del gas in due sottili getti di plasma a velocità vicine alla velocità della luce.

Questo processo racconta di enormi forze in gioco al suo centro e ora i telescopi di EHT ne mostrano i dettagli, i più nitidi di sempre, con una risoluzione più fine di un anno luce, riuscendo a vedere sia il getto (fino al disco di accrescimento), sia il getto e il disco stessi mentre sono in azione. I dati recentemente analizzati mostrano che il getto, normalmente diritto, ha invece alla base un'inaspettata forma contorta. Inoltre, per la prima volta si osservano delle strutture perpendicolari al getto, che potrebbero essere interpretate come il disco di accrescimento dai cui poli vengono espulsi i getti. Confrontando le immagini nei giorni successivi, si vedono queste strutture cambiare nei minimi dettagli, quindi forse quello che si osserva è la rotazione del disco di accrescimento e della materia che viene disintegrata e cade, un processo che, oltre all'espulsione del getto, in precedenza non era mai stato visualizzato dal vero ma solo tramite simulazioni numeriche.

"I risultati di EHT hanno rivelato la parte più interna del getto di 3C 279, già osservato su grande scala a lunghezze d'onda maggiori con tecniche VLBI", spiega Kazi Rygl, ricercatrice INAF a Bologna nel team scientifico di EHT, che ha lavorato con la collega Elisabetta Liuzzo alla calibrazione dei dati. "Questo nuovo studio ci permette di comprendere meglio i processi fisici e la struttura dei getti nei Nuclei Galattici Attivi".

I telescopi che hanno contribuito a questo risultato sono Alma e Apex, dell'Osservatorio europeo australe (Eso), Iram, James Clerk Maxwell Telescope, il Large Millimeter Telescope, il Submillimeter Array, il Submillimeter Telescope e il South Pole Telescope: lavorano all'unisono grazie alla tecnica chiamata interferometria di base molto lunga (VlbI), che li sincronizza sfruttando la rotazione terrestre facendoli lavorare come fossero un enorme telescopio delle dimensioni della Terra.

Adesso bisognerà attendere un po' prima di avere nuovi risultati perché la campagna osservativa di marzo-aprile è stata annullata a causa della pandemia di Covid-19; il lavoro va comunque avanti con la pianificazione di future osservazioni e l'analisi dei dati raccolti finora.