Scritto: Giovedì, 15 Aprile 2021 17:00 Ultima modifica: Venerdì, 16 Aprile 2021 06:35

I telescopi di tutto il mondo uniti per studiare M87*


I dati rilevati dai principali telescopi e radiotelescopi terrestri ed osservatori spaziali sono stati messi insieme per ottenere una nuova immagine senza precedenti del buco nero supermassiccio al centro della della galassia Messier 87 (M87). Quando si dice "l'unione fa la forza"...

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Il sistema del buco nero supermassiccio M87 in tutto lo spettro elettromagnetico. Il sistema del buco nero supermassiccio M87 in tutto lo spettro elettromagnetico. Crediti: the Eht Multi-Wavelength Science Working Group; the Eht Collaboration; Alma (Eso/Naoj/Nrao); the Ev; the Eavn Collaboration; Vlba (Nrao); the Gmva; the Hubble Space Telescope, the Neil Gehrels Swift Observatory; the Chandra X-ray Observatory; the

Il buco nero M87* è diventato popolare nel 2019 quando la collaborazione Event Horizon Telescope (EHT) ha catturato quella che è stata definita la "foto del secolo".
Quella prima versione è stata spettacolare: ci sono voluti molti anni di lavoro e molti radiotelescopi per ottenere un'immagine di una regione di spazio non molto più grande del Sistema Solare da 55 milioni di anni luce di distanza.

Ora, un team di scienziati ha aggiunto, a quelle osservazioni, dati da altri telescopi su più lunghezze d'onda, ciascuna in grado di svelare diverse caratteristiche del buco nero e del getto di plasma relativistico che sta esplodendo nello spazio. "Sapevamo che la prima immagine diretta di un buco nero sarebbe stata rivoluzionaria", ha detto l'astronomo Kazuhiro Hada dell'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone.
"Ma per ottenere il massimo da questa straordinaria immagine, dobbiamo sapere tutto ciò che possiamo sul comportamento del buco nero in quel momento, osservandolo nell'intero spettro elettromagnetico". C'è molto di più da scoprire risptto al'ombra del buco nero mostrata nella prima immagine. Questo oggetto supermassiccio è attivo ed assorbe materiale dal disco caldo di polvere e gas che lo circonda, il che significa che possono accadere cose piuttosto complesse. Uno di questi è l'espulsione di getti relativistici lanciati dai poli del buco nero.

Nulla di ciò che possiamo attualmente rilevare sfugge ad un buco nero una volta che ha superato la soglia critica di prossimità ma non tutto il materiale del disco di accrescimento che ruota attorno ad un buco nero attivo vi finisce dentro. Una piccola frazione di esso in qualche modo viene incanalata verso i poli, dove viene lanciata nello spazio sotto forma di getti di plasma ionizzato, a velocità prossime a quelle della luce. Gli astronomi pensano che il campo magnetico del buco nero abbia un ruolo in questo processo. Le linee del campo magnetico, secondo questa teoria, agiscono come un sincrotrone che accelera il materiale prima di lanciarlo a velocità enormi. Nel caso di M87*, questo valore è il 99 percento della velocità della luce ed il getto si estende per circa 5.000 anni luce nello spazio.
La luce che emette abbraccia l'intero spettro elettromagnetico, dal meno al più energetico, quindi osservarla in una sola banda spettrale significherebbe perdere alcune informazioni sull'energia della struttura.

Quindi il team, composto da 760 scienziati provenienti da quasi 200 istituzioni e 32 stati, ha unito in una ricerca i dati di 19 osservatori terrestri e spaziali in una campagna osservativa senza precedenti.
Tra i telescopi hanno partecipato: Hubble per la luce ottica, l'osservatorio Chandra a raggi X e lo Swift-X-Ray, il telescopio spaziale NuSTAR per raggi X ad alta energia, il Neil Gehrels Swift Observatory per ultravioletti e ottici e HESS, MAGIC, VERITAS e il Fermi-Large Area Telescope per le radiazioni gamma. I dati sono stati raccolti tra fine marzo e metà aprile del 2017.

"In questa campagna osservativa globale, l’Istituto Nazionale di Astrofisica gioca ancora una volta un ruolo da protagonista", commenta nella press release di Media INAF Filippo Zerbi, direttore scientifico dell’Inaf. "Non solo infatti i nostri ricercatori hanno preso parte a queste osservazioni, ma alcuni di loro hanno avuto la responsabilità di coordinare e mettere a sistema l’enorme mole di dati raccolta, per renderla poi utilizzabile alla comunità scientifica. I nostri strumenti e le nostre partecipazioni tecnico-scientifiche nei principali progetti internazionali per l’osservazione dell’universo da terra e dallo spazio, che coprono tutto lo spettro elettromagnetico, sono stati decisivi per indagare con un eccezionale livello di dettaglio il buco nero supermassiccio di M87".

"La comprensione dell'accelerazione delle particelle è davvero fondamentale per la nostra comprensione sia dell'immagine EHT che dei getti, in tutti i loro 'colori'", ha detto l'astrofisica Sera Markoff dell'Università di Amsterdam nei Paesi Bassi. "Questi getti riescono a trasportare l'energia rilasciata dal buco nero su scale più grandi della galassia ospite, come un enorme cavo di alimentazione. I nostri risultati ci aiuteranno a calcolare la quantità di energia trasportata e l'effetto che i getti del buco nero hanno sul suo ambiente".

Da questa prima analisi è emerso che, al momento delle osservazioni dell'EHT nell'aprile 2017, la regione intorno ad esso era al minimo, creando così le condizioni ideali per osservare il buco nero, dalle regioni vicine all’orizzonte degli eventi fino a decine di migliaia di anni luce di distanza. Inoltre, lo studio dei getti emessi potrebbe fornire nuove informazioni sui raggi cosmici, le particelle altamente energetiche provenienti dallo spazio che bombardano continuamente la Terra. Le loro energie possono essere un milione di volte superiori a quelle che possono essere prodotte nel più potente acceleratore sulla Terra, il Large Hadron Collider del Cern.

La ricerca è stata pubblicata su The Astrophysical Journal Letters..

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Elisabetta Bonora

Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing. Nel tempo libero sono un'incontenibile space enthusiast e mamma di Sofia Vega.
Mi occupo di divulgazione scientifica, attraverso questo web, collaborazioni con riviste del settore e l'image processing delle foto provenienti dalle missioni robotiche. Appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro. Nel 2019 è uscito il mio primo libro "Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno".
Amo le missioni robotiche inviate nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

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