Ti sei mai chiesto come sarebbe osservare cosa succede a una galassia vicino a un buco nero? Per tutti noi che ricordiamo quel meraviglioso film Disney, sarebbe un'esperienza straordinaria, se non ipnotica. Ora, grazie ai potenti strumenti di osservazione dell'Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), due team di astronomia internazionali hanno avuto l'opportunità di studiare i getti dei buchi neri vicino ai loro nuclei galattici e vedere come hanno un impatto sul loro quartiere. I ricercatori hanno catturato la vista migliore finora di una nuvola di gas molecolare che circonda un buco nero quieto e quieto e sono stati dotati di uno sguardo a sorpresa alla base di un enorme getto vicino a un lontano.
Questi non sono pesi leggeri. I buchi neri che gli astronomi stanno studiando pesano in diversi miliardi di masse solari e costruiscono le loro case al centro di quasi tutte le galassie nell'Universo - compresa la Via Lattea. Una volta, questi enigmatici fenomeni galattici erano creature indaffarate. Hanno assorbito enormi quantità di materia dai loro dintorni, brillando come fari luminosi. Questi primi buchi neri hanno spinto piccole quantità della materia che hanno affrontato attraverso getti altamente potenti, ma le loro controparti attuali non sono altrettanto attive. Mentre le cose potrebbero essere cambiate un po 'nel tempo, la correlazione dei getti del buco nero e dei loro dintorni gioca ancora un ruolo cruciale nel modo in cui le galassie si evolvono. Negli ultimi studi, entrambi pubblicati oggi sulla rivista Astronomy & Astrophysics, gli astronomi hanno impiegato ALMA per studiare getti del buco nero su scale molto diverse: un buco nero vicino e relativamente silenzioso nella galassia NGC 1433 e un oggetto molto distante e attivo chiamato PKS 1830-211.
"ALMA ha rivelato una sorprendente struttura a spirale nel gas molecolare vicino al centro di NGC 1433", afferma Françoise Combes (Observatoire de Paris, Francia), autore principale del primo documento. “Questo spiega come scorre il materiale per alimentare il buco nero. Con le nuove e acute osservazioni di ALMA, abbiamo scoperto un getto di materiale che fuoriesce dal buco nero, estendendosi per soli 150 anni luce. Questo è il più piccolo deflusso molecolare mai osservato in una galassia esterna. "
Hai bisogno di feedback? Bene, questo è esattamente ciò che viene chiamato questo processo. Il "feedback" può illuminarci della relazione tra la massa del buco nero e la massa del rigonfiamento galattico circostante. Il buco nero consuma gas e diventa attivo, ma poi crea getti che spurgano il gas dalla sua vicinanza. Ciò arresta la formazione stellare e controlla la crescita del rigonfiamento centrale. Nel PKS 1830-211, Ivan Marti-Vidal (Chalmers University of Technology, Osservatorio spaziale di Onsala, Onsala, Svezia) e il suo team furono testimoni di un buco nero supermassiccio con un getto, “ma molto più luminoso e più attivo nell'universo primordiale. È insolito perché la sua luce brillante attraversa un'enorme galassia che si avvicina sulla sua strada verso la Terra, ed è divisa in due immagini da lenti gravitazionali. "
I mangiatori di buchi neri supermassicci sono disordinati? Scommetti. Ci sono state occasioni in cui un buco nero supermassiccio consuma inaspettatamente una quantità sbalorditiva di massa che, a sua volta, carica turbo la potenza dei getti e illumina la radiazione emessa fino all'apice stesso della produzione di energia. Questa energia viene emessa come raggi gamma, la lunghezza d'onda più corta e la più alta forma di energia di radiazione elettromagnetica. E ora ALMA ha, per caso, catturato uno di questi eventi come accadde in PKS 1830-211.
“L'osservazione ALMA di questo caso di indigestione da buco nero è stata completamente serendipita. Stavamo osservando PKS 1830-211 per un altro scopo, e poi abbiamo notato sottili cambiamenti di colore e intensità tra le immagini della lente gravitazionale. Uno sguardo molto attento a questo comportamento inaspettato ci ha portato alla conclusione che stavamo osservando, solo per una fortunata occasione, proprio nel momento in cui una nuova materia è entrata nella base del buco nero ", afferma Sebastien Muller, un co -autore del secondo documento.
Come per tutte le osservazioni astronomiche, la chiave della scoperta è la conferma. I risultati ALMA sono emersi su altre osservazioni telescopiche? La risposta è si. Grazie al monitoraggio delle osservazioni con il telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA, c'era una firma di raggi gamma definita esattamente dove doveva essere. Qualunque cosa fosse responsabile del ridimensionamento delle radiazioni alle lunghe lunghezze d'onda di ALMA era anche responsabile di far brillare in modo impressionante la luce del getto del buco nero.
"Questa è la prima volta che una connessione così chiara tra i raggi gamma e le onde radio submillimetriche viene stabilita come proveniente dalla base reale del getto di un buco nero", aggiunge Sebastien Muller.
Non è la fine della storia, comunque. È solo l'inizio. ALMA continuerà a sondare il misterioso funzionamento dei getti supermassicci del buco nero - sia vicino che lontano. Combes e il suo team investigativo stanno già osservando strette galassie attive con ALMA e persino un oggetto unico catalogato come PKS 1830-211. La ricerca continuerà e con essa un giorno potremo avere risposte a molte domande.
"C'è ancora molto da imparare su come i buchi neri possano creare questi enormi getti energetici di materia e radiazione", conclude Ivan Marti-Vidal. "Ma i nuovi risultati, ottenuti anche prima del completamento di ALMA, dimostrano che si tratta di uno strumento straordinariamente potente per sondare questi getti - e le scoperte sono solo all'inizio!"
Fonte originale della storia: Comunicato stampa ESO.
