DENVER - Gli astronomi hanno visto una nuvola di gas ad alta velocità sbattere contro la materia risucchiata verso il Sagittario A * - il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea - e poi si sono allontanati nello spazio. Ora, attente osservazioni hanno rivelato quanto la nuvola di gas, che gli astronomi chiamavano G2, ha rallentato dopo la collisione.
Questa misurazione dice agli scienziati qualcosa di importante: la densità della materia calda che circonda il Sagittario A *, che è il buco nero supermassiccio più vicino noto alla Terra. SagittariusA * (SagA *) è quiescente, il che significa che non sta divorando un enorme disco di materia e sparando getti. Ma c'è ancora qualcosa di caldo e luminoso che lo circonda che i fisici non capiscono molto bene. La collisione con G2 offre agli astronomi uno dei loro migliori indizi su cosa sia fatto quell'anello luminoso.
"C'era questa forza di resistenza. La cosa è diventata più lenta", ha dichiarato Stefan Gillessen, astronomo del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics di Garching, in Germania.
La decelerazione di G2 ha dimostrato che c'era qualcosa di sostanziale nelle immediate vicinanze del buco nero in cui G2 poteva schiantarsi, ha detto Gillessen.
I fisici hanno rilevato questo rallentamento utilizzando i dati della collaborazione GRAVITY al Very Large Telescope (VLT) in Cile. GRAVITY riunisce la luce infrarossa di tutti e quattro i telescopi del VLT per creare un'immagine estremamente nitida. Ciò ha permesso ai ricercatori di avere una visione senza precedenti della quasi-mancanza di un oggetto con un buco nero.
"Quindi ovviamente è stato divertente da guardare, ma ora lo abbiamo trasformato in qualcosa di utile", ha detto Gillessen a Live Science. "Abbiamo effettivamente misurato l'atmosfera attorno a un buco nero in un raggio, che prima era completamente inaccessibile".
G2 è di per sé uno strano oggetto: una massa insipida di gas caldo che potrebbe avere un sistema stellare o due al suo centro, ma non è vincolato gravitazionalmente da qualcosa di ovvio, ha detto Gillessen. Al contrario, scorre fluentemente lungo un'orbita stretta, ellittica attorno a SagA *, e si avvicina molto al buco nero ad un'estremità.
Nel 2015, gli scienziati sapevano che G2 stava per avvicinarsi al buco nero. E all'epoca pensavano che potesse creare alcuni fuochi d'artificio cadendo nel buco nero stesso. Ciò non è accaduto, il che ha deluso alcuni osservatori in quel momento. Ma ha offerto a Gillessen e al suo team la possibilità di effettuare la misurazione del cambio di velocità.
Gillessen e i suoi collaboratori hanno pubblicato le loro misurazioni il 25 gennaio su The Astrophysical Journal, e Gillessen ha presentato i suoi risultati alla riunione di aprile dell'American Physical Society a Denver.
Sospettavano che G2 potesse rallentare a causa di un altro cloud, chiamato G1. G1 si stava già allontanando dal buco nero quando fu scoperto, lungo un'orbita simile ma più piccola e più lenta a G2. Il team sospettava che i due potessero essere collegati e che G1 si stava muovendo più lentamente perché recentemente aveva attraversato un incontro ravvicinato con l'atmosfera del buco nero.
E quando G2 ha colpito l'anello luminoso che circonda SagA *, ha rallentato troppo, anche se non altrettanto. La differenza, suggeriscono i ricercatori, potrebbe essere dovuta al fatto che G1 ha già aperto un percorso per il suo gemello. G2, che, a causa della sua alta velocità, era stato su un'orbita di oltre 300 anni attorno al buco nero, ora ha rallentato e si trova su un percorso orbitale molto più breve, hanno scoperto. Dovrebbero essere necessari solo 50 anni per tornare al suo approccio più vicino. Cadrà completamente nel buco nero entro il 2150.
Utilizzando i modelli della collisione, i ricercatori hanno dimostrato che questo rallentamento suggerisce un'atmosfera di circa 4.000 particelle per centimetro cubo a una distanza 1.000 volte il raggio dell'orizzonte degli eventi del buco nero. È molto meno denso dell'atmosfera terrestre, ma comunque significativo. Sono dati che possono usare gli astrofisici che modellano il buco nero scuro e silenzioso al centro della nostra galassia, ha detto Gillessen. E SagA * è un argomento caldo in questo momento. È il prossimo buco nero che Event Horizon Telescope (EHT), che ha recentemente prodotto la prima immagine del buco nero M87, catturerà. Grazie alla natura silenziosa di SagA *, sarà molto diverso dal buco nero che l'EHT ha già visto.
Ora, gli scienziati sanno qualcosa in più su come si presenta il suo vicinato immediato.
