Dagli anni '70, gli astronomi hanno teorizzato che al centro della nostra galassia, a circa 26.000 anni luce dalla Terra, esiste un buco nero supermassiccio (SMBH) noto come Sagittario A *. Misurando un diametro stimato di 44 milioni di km (27,3 milioni di mi) e pesando circa 4 milioni di masse solari, si ritiene che questo buco nero abbia avuto una profonda influenza sulla formazione e l'evoluzione della nostra galassia.
Eppure, gli scienziati non sono mai stati in grado di vederlo direttamente e la sua esistenza è stata dedotta solo dall'effetto che ha sulle stelle e sul materiale che lo circonda. Tuttavia, nuove osservazioni condotte dalla collaborazione GRAVITY ** sono riuscite a fornire le osservazioni più dettagliate fino ad oggi sulla questione che circonda il Sagittario A *, che è la prova più forte che esista un buco nero al centro della Via Lattea.
Lo studio che descrive i loro risultati - "Rilevazione di movimenti orbitali vicino all'ultima orbita circolare stabile del massiccio buco nero SgrA *", che è apparso di recente sulla rivista Astronomia e Astrofisica - era guidato da Reinhard Genzel del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) e includeva i vari scienziati che compongono la collaborazione GRAVITY.
La collaborazione GRAVITY (che è composta da scienziati di più istituti e università di ricerca europei) è così chiamata per la sua associazione con lo strumento GRAVITY, che fa parte del Very Large Telescope Interferometer (VLTI) dell'ESO. Questo strumento combina la luce dei quattro Unit Telescopes del VLT per creare un telescopio virtuale che misura 130 m (426,5 piedi) di diametro.
Negli ultimi due anni, questa squadra ha utilizzato questo strumento per osservare il centro galattico e Sgr A * per osservare gli effetti che ha sull'ambiente circostante. Lo scopo di queste osservazioni è stato quello di testare le previsioni fatte dalla Teoria della relatività generale di Einstein e imparare di più sugli SMBH studiando il candidato più vicino disponibile.
Un altro scopo era quello di cercare i moti orbitali dei razzi della radiazione infrarossa (alias "hot spot") nel disco di accrescimento Sag A * (la cintura di gas in orbita attorno al buco nero). I razzi si verificano quando questo gas, che viene accelerato a velocità relativistiche, viene tirato il più vicino possibile all'orizzonte degli eventi del buco nero - ciò che è noto come l'orbita circolare più interna più stabile (ISCO) - senza essere consumato.
Utilizzando lo strumento GRAVITY sul VLTI, il team ha osservato i razzi provenienti dalla cinghia che è stata accelerata al 30% della velocità della luce in un'orbita circolare attorno a Sag A *. Non solo questa è stata la prima volta che è stato osservato materiale in orbita vicino al punto di non ritorno di un buco nero, ma sono state le osservazioni più dettagliate del materiale in orbita così vicino a un buco nero.
Come ha affermato Oliver Pfuhl, scienziato del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics e coautore del documento, in un recente comunicato stampa dell'ESO:
“È sbalorditivo assistere al materiale in orbita attorno a un enorme buco nero al 30% della velocità della luce. La straordinaria sensibilità di GRAVITY ci ha permesso di osservare i processi di accrescimento in tempo reale con dettagli senza precedenti.“
Le osservazioni che hanno condotto hanno anche confermato la teoria secondo cui Sag A * è davvero un buco nero supermassiccio, altrimenti noto come "enorme paradigma del buco nero". Come ha spiegato Genzel, questo risultato è qualcosa che gli scienziati non vedono l'ora da decenni. "Questo è sempre stato uno dei nostri progetti da sogno, ma non abbiamo avuto il coraggio di sperare che sarebbe diventato così presto", ha detto.
È interessante notare che questa non è la prima volta che la collaborazione GRAVITY ha usato il VLTI per osservare il centro della nostra galassia. All'inizio di quest'anno, il team ha utilizzato GRAVITY e lo spettrografo per le osservazioni di campo integrato nello strumento Near Infrared (SINFONI) per misurare i movimenti di una stella mentre conduceva un volo ravvicinato con Sag A *.
Mentre la stella (S2) passava vicino all'estremo campo gravitazionale del Sagittario A *, il team ha misurato la posizione e la velocità della stella e le ha confrontate con le misurazioni precedenti. Dopo averli confrontati con varie teorie della gravità, furono in grado di confermare che il comportamento della stella era coerente con le previsioni fatte dalla Teoria della relatività generale di Einstein.
Questo fu un risultato importante, poiché era la prima volta che la Relatività Generale era stata confermata in un ambiente così estremo. Come ha spiegato Pfuhl:
“Abbiamo seguito da vicino S2 e ovviamente teniamo sempre d'occhio Sagittario A *. Durante le nostre osservazioni, abbiamo avuto la fortuna di notare tre brillanti bagliori attorno al buco nero: è stata una coincidenza fortunata!“
Alla fine, queste osservazioni rivoluzionarie sono state rese possibili grazie a una combinazione di collaborazione internazionale e strumenti all'avanguardia. In futuro, strumenti più avanzati - e metodi migliorati di condivisione dei dati - sveleranno sicuramente ancora più misteri dell'Universo e aiuteranno gli scienziati a capire come è arrivato.
E assicurati di dare un'occhiata a questo ESOcast che parla di questa recente scoperta, per gentile concessione dell'ESO:
** La collaborazione GRAVITY è composta da membri dell'Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre, l'Osservatorio LESIA di Parigi, il Centre Nationale de Researches Scientifique (CNRS), l'Istituto Max Planck per l'astronomia, il Centro de Astrofísica e Gravitação (CENTRA) , l'Osservatorio europeo meridionale (ESO) e diverse università europee.
