Il mostro buco nero al centro della Via Lattea è stranamente silenzioso, e ora gli astronomi pensano di sapere il perché.
Ci sono linee di campo magnetico invisibili avvolte attorno ad esso - i ricercatori lo avevano già sospettato. Ma nuove immagini mostrano che quelle linee invisibili formano una struttura che estende gli anni luce attraverso lo spazio e potrebbe essere abbastanza potente da impedire al materiale di cadere nel buco nero. E se i giganteschi campi magnetici stanno gettando materiale in un'orbita fuori dalla portata del buco nero, ciò potrebbe spiegare perché per lo più sonnecchia. In effetti, è così fioco che una magnetar può eclissarlo nel cielo.
"La forma a spirale del campo magnetico incanala il gas in un'orbita attorno al buco nero", ha detto C. Darren Dowell, scienziato del Jet Propulsion Laboratory della NASA e autore principale dello studio, in una dichiarazione della NASA. "Questo potrebbe spiegare perché il nostro buco nero è silenzioso mentre altri sono attivi."
Una volta che le cose cadono oltre l'orizzonte degli eventi di un buco nero, sono funzionalmente sparite per sempre. Lo spazio oltre l'orizzonte degli eventi è, dal nostro punto di vista, veramente nero. Non c'è niente da vedere lì. Ma come l'immagine di Event Horizon Telescope del buco nero supermassiccio nella Vergine Una galassia ha mostrato questa primavera, l'orizzonte degli eventi attorno a un buco nero è spesso avvolto da nuvole di materiale in caduta. E quel materiale si muove così velocemente e crea così tanta frizione che brilla, creando spettacoli di luce che gli astronomi possono vedere dalla Terra.
Alcuni buchi neri supermassicci mettono continuamente quel tipo di spettacolo di luci. Ma il Sagittario A * è uno dei più comuni, "quiescenti" tipi di buco nero supermassiccio. La struttura non sembra inghiottire molto materiale. E il team di Dowell sospetta che questi intensi campi magnetici potrebbero essere il motivo.
Per mappare le linee del campo magnetico, un team di ricercatori ha puntato un telescopio a infrarossi della NASA chiamato SOFIA - montato sul retro di un aereo Boeing 747 - sul Sagittario A *. Non hanno ancora pubblicato ufficialmente i loro risultati, ma i ricercatori hanno presentato i loro risultati alla riunione di giugno dell'American Astronomical Society e li hanno descritti nella dichiarazione della NASA. SOFIA non poteva vedere le linee invisibili, ovviamente, ma poteva vedere le particelle di polvere fluttuare attraverso quelle linee. E la struttura del campo magnetico ha fatto puntare tutte le particelle in una direzione. Quelle particelle allineate, a loro volta, polarizzavano la luce infrarossa che attraversava la polvere - più o meno allo stesso modo in cui gli occhiali da sole possono polarizzare la luce che le attraversa - permettendo ai ricercatori di capire dove fossero le linee e in quale direzione stessero puntando.
Gli astronomi non coinvolti nella ricerca hanno affermato che la misurazione delle linee del campo magnetico era eccitante, ma erano scettici sul fatto che quelle linee rappresentassero pienamente lo stato di quiete del buco nero. (Ognuno di essi ha anche notato che è difficile valutare completamente il lavoro prima che il documento sia pubblicato.)
Erin Bonning, astrofisica e ricercatrice del buco nero presso la Emory University che non era coinvolta nel lavoro della SOFIA, ha sottolineato che l'immagine delle linee del campo magnetico è di circa 10 anni luce, dove 1 anno luce è pari a circa 5,9 trilioni miglia (9,5 trilioni di chilometri). È molto più ampio del Sagittario A * - un oggetto che si adatterebbe al nostro sistema solare - ed è quindi troppo grande per catturare dettagli nelle immediate vicinanze del buco nero. Quella regione più piccola e più vicina, ha detto, è dove ti aspetteresti che accadano gli eventi più importanti che gettano materiale in un buco nero o tengono a bada il materiale.
"Il comunicato stampa sembra suggerire che il campo magnetico sta canalizzando il materiale in un'orbita che" manca "al buco nero. Questa sarebbe una spiegazione plausibile per la mancanza di un forte accrescimento su Sgr A *", ha scritto Bonning in un'e-mail a Scienza dal vivo.
Tuttavia, ha sottolineato, non ti aspetteresti necessariamente che il materiale cada in un buco nero anche senza il campo magnetico. La maggior parte dei buchi neri supermassicci non riesce ad assorbire così tanto materiale - forse perché gran parte di esso si accumula nel disco di accrescimento in orbita attorno alla bestia cosmica oscura - e rimane piuttosto silenzioso.
"Puoi pensarlo in questo modo: massiccio come Sgr A *, è un obiettivo fisicamente * minuscolo * su scale astronomiche. Per far cadere la materia in prossimità dell'orizzonte degli eventi, deve muoversi più o meno direttamente verso di esso ", ha detto Bonning.
Ciò accade più spesso nelle galassie che recentemente hanno subito fusioni violente, ha affermato. Ma la Via Lattea non ha subito una fusione così recente.
"Se hai campi magnetici strutturati a distanza di anni luce dal buco nero abbastanza forte da dirigere il movimento del gas, può darsi che si tratti di un meccanismo aggiuntivo che impedisce l'ingresso di materia nei centri galattici", ha detto Bonning.
Ma ciò non significa che il campo magnetico sia il meccanismo principale per mantenere silenzioso il buco nero.
Misty Bentz, un astrofisico della Georgia State University, anch'essa non coinvolta nella ricerca, ha sottolineato che anche se i campi magnetici svolgono un ruolo importante nel mantenere silenzioso il Sagittario A *, ciò non significa che forze simili lavorino attorno a silenziosi supermassicci buchi neri in altre galassie.
"La nostra galassia è un po 'speciale perché la nostra posizione al suo interno significa che possiamo studiare molte proprietà e regioni in grande dettaglio", ha detto. "Altre galassie, tuttavia, sono generalmente troppo distanti per raggiungere lo stesso livello di risoluzione e dettaglio, soprattutto quando parliamo degli ambienti affollati nei loro centri galattici".
E ciò che è vero nella Via Lattea potrebbe non essere vero altrove.
"Potrebbero esserci una serie di ragioni diverse per cui altri buchi neri non si stanno alimentando, tra cui onde d'urto e venti provenienti da esplosioni di supernova che espellono il gas dal centro della galassia, oppure potrebbe esserci semplicemente un'assenza generale di gas nel centro della galassia", Ha detto Bentz.
Simeon Bird, un astrofisico dell'Università della California, a Riverside, che non era anche coinvolto nella ricerca, disse a Live Science che "I campi magnetici possono certamente aiutare a spiegare perché alcuni buchi neri sono inattivi mentre altri sono attivi", ma come ha sottolineato Bentz , "tutti gli altri buchi neri supermassicci sono molto più lontani, quindi non è facile misurare i campi magnetici attorno a loro."
Come Bentz, Bird è interessato ad altre spiegazioni sul perché i buchi neri si zittiscono.
"Un'altra possibilità che potrebbe aiutare a mantenere i buchi neri quiescenti è che durante una fase attiva, il buco nero riscalda il gas circostante fino al punto in cui è completamente interrotto", ha detto. "Se il buco nero è molto attivo, l'energia del buco nero potrebbe essere in grado di rimuovere completamente il gas, eliminarlo dalla galassia."
E una volta che ciò accade, probabilmente quel buco nero andrebbe in silenzio.
Tuttavia, nonostante un certo scetticismo, le linee del campo magnetico potrebbero spiegare appieno perché il Sagittario A * è così silenzioso - o che altri buchi neri supermassicci siano silenziosi per lo stesso motivo - Bonning, Bentz e Bird hanno definito lo studio importante, dicendo che offre agli astronomi nuovi le chiavi per sbloccare i misteri dei comportamenti supermassicci del buco nero.
"Ogni scoperta, come il ruolo dei campi magnetici attorno al Sagittario A *, aiuta a fornire un pezzo del puzzle e, con abbastanza pezzi del puzzle, possiamo sperare di capire i cicli di vita delle galassie e dei buchi neri che ospitano", Bentz disse.
Nota del redattore: a causa di un errore nel processo di modifica, questo articolo originariamente riportava erroneamente la durata di un anno luce. In effetti, ci vuole 1 anno leggero per percorrere 5,9 trilioni di miglia (9,5 trilioni di chilometri) nel vuoto.
