Spettacolo di luci incredibile: Gas Jet Flaring From Black Hole dell'M87

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A volte la realtà è più strana della finzione. Questo fascio di radiazioni e plasma lungo 5.000 anni luce è brillante come una sciabola di Star Wars e distruttivo come la Morte Nera. Questo getto extragalattico viene alimentato ed espulso dalla vicinanza di un mostro buco nero che è 3 miliardi di volte la massa del nostro Sole. "Non mi aspettavo che il jet in M87 o qualsiasi altro jet alimentato da accrescimento su un buco nero aumentasse la luminosità come fa questo jet", afferma l'astronomo Juan Madrid della McMaster University di Hamilton, in Ontario. “È cresciuto 90 volte più luminoso del normale. Ma la domanda è: succede questo ad ogni singolo jet o nucleo attivo, o stiamo assistendo a qualche strano comportamento da M87? ”

L'esplosione proviene da una massa di materia, chiamata HST-1, incorporata nel getto, un potente fascio stretto di gas caldo prodotto dal buco nero supermassiccio che risiede nel nucleo di questa gigantesca galassia ellittica. L'HST-1 è così luminoso che risplende anche del brillante nucleo di M87, il cui mostro buco nero è uno dei più massicci mai scoperti.

Il gruppo di gas incandescente ha portato gli astronomi su un giro sulle montagne russe di suspense. Gli astronomi hanno visto l'HST-1 schiarirsi costantemente per diversi anni, poi si sono sbiaditi e poi si sono schiariti di nuovo. Dicono che è difficile prevedere cosa accadrà dopo.

Hubble ha seguito l'attività sorprendente per sette anni, fornendo la visione più dettagliata della luce ultravioletta dell'evento. Altri telescopi hanno monitorato l'HST-1 in altre lunghezze d'onda, tra cui radio e raggi X. L'Osservatorio a raggi X di Chandra è stato il primo a segnalare l'illuminazione nel 2000. L'HST-1 è stato scoperto e nominato per la prima volta dagli astronomi di Hubble nel 1999. Il nodo di gas è a 214 anni luce dal nucleo della galassia.

La riacutizzazione può fornire spunti sulla variabilità dei getti del buco nero nelle galassie distanti, che sono difficili da studiare perché troppo lontani. M87 si trova a 54 milioni di anni luce di distanza nel Cluster della Vergine, una regione del vicino universo con la più alta densità di galassie.
Hubble offre agli astronomi una vista unica quasi ultravioletta del bagliore che non può essere realizzata con i telescopi a terra. "La visione nitida di Hubble consente di risolvere l'HST-1 e separarlo dal buco nero", spiega Madrid.

Nonostante le numerose osservazioni di Hubble e di altri telescopi, gli astronomi non sono sicuri di cosa stia causando l'illuminazione. Una delle spiegazioni più semplici è che il getto sta colpendo una corsia di polvere o una nuvola di gas e poi si illumina a causa della collisione. Un'altra possibilità è che le linee del campo magnetico del getto siano schiacciate insieme, liberando una grande quantità di energia. Questo fenomeno è simile al modo in cui i brillamenti solari si sviluppano sul Sole ed è persino un meccanismo per creare le aurore della Terra.

Il disco attorno a un buco nero che ruota rapidamente ha linee di campo magnetico che intrappolano il gas ionizzato che cade verso il buco nero. Queste particelle, insieme alle radiazioni, scorrono rapidamente lontano dal buco nero lungo le linee del campo magnetico. L'energia di rotazione del disco di accrescimento rotante aggiunge slancio al getto di deflusso.

Madrid ha raccolto sette anni di immagini d'archivio di Hubble del jet per catturare nel tempo i cambiamenti nel comportamento dell'HST-1. Alcune immagini provenivano dall'osservazione di programmi che studiavano la galassia, ma non il jet.

Ha trovato i dati dello Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) che mostravano un notevole illuminamento tra il 1999 e il 2001. Nelle immagini dal 2002 al 2005, l'HST-1 ha continuato ad aumentare costantemente di luminosità. Nel 2003 il nodo jet era più brillante del nucleo luminoso di M87. Nel maggio 2005 l'HST-1 divenne 90 volte più luminoso di quanto non fosse nel 1999. Dopo il maggio 2005 il bagliore iniziò a svanire, ma si intensificò di nuovo nel novembre 2006. Questo secondo scoppio fu più debole del primo.

"Osservando l'esplosione per diversi anni, sono stato in grado di seguire la luminosità e vedere l'evoluzione del bagliore nel tempo", dice Madrid. "Siamo fortunati ad avere telescopi come Hubble e Chandra, perché senza di loro vedremmo l'aumento della luminosità nel nucleo dell'M87, ma non sapremmo da dove provenga."

Madrid spera che le future osservazioni dell'HST-1 rivelino la causa della misteriosa attività. "Speriamo che le osservazioni forniranno alcune teorie che ci daranno alcune buone spiegazioni sul meccanismo che sta causando il flaring", dice Madrid. "Gli astronomi vorrebbero sapere se questa è un'instabilità intrinseca del getto quando si fa strada fuori dalla galassia, o se è qualcos'altro."

I risultati dello studio sono stati pubblicati nel numero di aprile 2009 dell'Astronomical Journal.

Fonte: HubbleSite

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