C'è molto da fare al centro della nostra galassia. In quel quartiere strabiliante, dove le leggi della fisica si estendono oltre ogni comprensione, gli astronomi hanno rilevato un anello di gas freddo.
Sagittario A-Star, o Sag. A * in breve, dista 26.000 anni luce dalla Terra ed è circa 4 milioni di volte più massiccio del nostro Sole. Tutta quella massa significa un'energia gravitazionale schiacciante che attira materiale verso A *. Ma prima che il materiale venga aspirato, oltre l'orizzonte dello sfiato, risiede in un disco di accrescimento rotante.
Gli astronomi ne sanno tutto da un po '. Sag. A * è una sorgente di raggi X luminosa, poiché il materiale nel disco viene compresso e riscaldato, causando il rilascio di raggi X. Non è solo riscaldato; è surriscaldato a 10 milioni di gradi Celsius (18 milioni di gradi Fahrenheit.) Gli osservatori di raggi X nello spazio sono stati in grado di vedere tutto questo fino a circa un decimo di anno luce dal buco stesso.
Ma c'è anche una grande quantità di idrogeno "freddo" in pochi anni luce dal buco. Questo gas è solo freddo rispetto all'altro gas. Sono circa 10.000 gradi Celsius (18.000 gradi Fahrenheit). Quale contributo apportato all'ambiente del buco nero da questo gas più freddo era sconosciuto. Fino ad ora, comunque.
"Speriamo che queste nuove osservazioni ALMA aiuteranno il buco nero a rinunciare ad alcuni dei suoi segreti."
Elena Murchikova, autrice principale dell'articolo, astrofisica presso l'Institute for Advanced Study di Princeton, nel New Jersey.
Ora un nuovo studio che utilizza l'Atacama Large Millimeter / Sub-Millimeter Array (ALMA) ci ha dato la nostra prima immagine di questo freddo corpo di gas. Il loro articolo che descrive in dettaglio questo lavoro appare nel numero di Nature del 6 giugno. È così che l'hanno fatto.
C'è abbastanza radiazione vicino al centro della galassia per far perdere gli elettroni agli atomi di idrogeno. Quindi li riguadagnano di nuovo, in un ciclo continuo. Mentre lo fanno, la ricombinazione rilascia energia in un particolare segnale di lunghezza d'onda millimetrica. Questo segnale può viaggiare fino alla Terra con una perdita di segnale molto ridotta.
ALMA è una macchina molto raffinata, potente e sensibile, in grado di sintonizzarsi su questo segnale specifico. Gli astronomi hanno usato quella potenza e sensibilità per produrre la prima immagine in assoluto del disco di gas freddo a una distanza di solo un centesimo di anno luce da Sag. UN*. Le loro osservazioni consentono agli astronomi di mappare la posizione di questa nuvola e anche di seguirne il movimento. Hanno anche misurato la dimensione della nuvola di idrogeno e contiene circa un decimo della massa di Giove o un decimilionesimo della massa del Sole.
"Siamo stati i primi a immaginare questo disco inafferrabile e studiare la sua rotazione."
Elena Murchikova, autrice principale dell'articolo, astrofisica presso l'Institute for Advanced Study di Princeton, nel New Jersey.
Anche l'effetto Doppler entra in gioco. Mentre il segnale della ricombinazione dell'idrogeno viaggia verso la Terra, la sua frequenza si sposta sulla parte più blu dello spettro. Mappando quei turni, gli astronomi sono stati in grado di vedere che l'anello di gas sta ruotando attorno al buco nero.
Poiché l'ambiente attorno a un buco nero è così caotico, ci vuole molto lavoro per capire tutto ciò che sta accadendo lì. Queste informazioni aiuteranno gli scienziati a capire quell'ambiente e come un buco nero consuma la materia.
"Siamo stati i primi a immaginare questo disco inafferrabile e studiare la sua rotazione", ha dichiarato Elena Murchikova, membro di astrofisica presso l'Institute for Advanced Study di Princeton, nel New Jersey, e autore principale del documento. “Stiamo anche indagando sull'aumento del buco nero. Questo è importante perché questo è il nostro buco nero supermassiccio più vicino. Anche così, non abbiamo ancora una buona comprensione di come funziona la sua accrescimento. Speriamo che queste nuove osservazioni ALMA aiuteranno il buco nero a rinunciare ad alcuni dei suoi segreti. ”
Fonti:
- Comunicato stampa: anello freddo e nebuloso attorno al buco nero supermassoso della Via Lattea
- Research Paper: un fantastico disco di accrescimento attorno al buco nero del Centro Galattico
- Sito web ALMA
