All'inizio degli anni '80 del secolo scorso, Farhad Yusef-Zadeh della Northwestern University scoprì giganteschi filamenti unidimensionali che penzolavano verticalmente vicino a Sagittarius A*, il buco nero supermassiccio centrale della nostra galassia. Ora, Yusef-Zadeh e i suoi collaboratori hanno scoperto una nuova popolazione di filamenti. Questi, però, sono molto più corti e giacciono orizzontalmente o radialmente, allargandosi come i raggi di una ruota dal buco nero.

Sebbene le due popolazioni di filamenti possano sembrare simili, Yusef-Zadeh presume che abbiano origini diverse. Mentre i filamenti verticali attraversano la galassia, torreggiando fino a 150 anni luce di altezza, i filamenti orizzontali assomigliano più ai punti e trattini del codice Morse, caratterizzando solo un lato di Sagittarius A*.

"È stata una sorpresa trovare improvvisamente una nuova popolazione di strutture che sembrano puntare nella direzione del buco nero", ha detto Yusef-Zadeh. "Sono rimasto davvero sbalordito quando li ho visti" e, dopo molto lavoro "abbiamo scoperto che questi filamenti non sono casuali ma sembrano essere legati al deflusso del nostro buco nero. Studiandoli, potremmo saperne di più sullo spin del buco nero e sull'orientamento del disco di accrescimento".
Yusef-Zadeh è professore di fisica e astronomia al Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern e membro del CIERA.

Lo studio è appena uscito sul The Astrophysical Journal Letters.


Decenni di studi

 La nuova scoperta potrebbe sorprendere ma Yusef-Zadeh non è nuovo alla scoperta di misteri al centro della nostra galassia. L'ultimo studio si basa su quattro decenni della sua ricerca. Dopo aver scoperto per la prima volta i filamenti verticali nel 1984 con Mark Morris e Don Chance, Yusef-Zadeh, insieme a Ian Heywood e ai loro collaboratori, hanno poi scoperto due gigantesche bolle con emissioni in radiofrequenza vicino a Sagittarius A*. Quindi, in una serie di pubblicazioni nel 2022, Yusef-Zadeh (in collaborazione con Heywood, Richard Arent e Mark Wardle) ha rivelato quasi 1.000 filamenti verticali, che apparivano in coppie e gruppi, spesso impilati equidistanti o fianco a fianco come le corde di un'arpa.

Secondo Yusef-Zadeh questa nuova scoperta è stata possibile grazie alla tecnologia avanzata della radioastronomia, in particolare al telescopio MeerKAT del South African Radio Astronomy Observatory (SARAO). Per individuare i filamenti, il team di Yusef-Zadeh ha utilizzato una tecnica per rimuovere lo sfondo e attenuare il rumore dalle immagini.

Orizzontale vs verticale

Dopo aver studiato i filamenti verticali per decenni, Yusef-Zadeh è rimasto scioccato nello scoprire le loro controparti orizzontali, che secondo lui hanno circa 6 milioni di anni. "Abbiamo sempre pensato ai filamenti verticali e alla loro origine", ha affermato. "Sono abituato a vederli verticali. Non ho mai pensato che potessero essercene altri lungo il piano".

Sebbene entrambe le popolazioni comprendano filamenti unidimensionali che possono essere visualizzati con le onde radio e sembrano essere legate alle attività nel centro galattico, le somiglianze finiscono qui.
I filamenti verticali sono perpendicolari al piano galattico; i filamenti orizzontali sono paralleli al piano ma puntano radialmente verso il centro della galassia dove si trova il buco nero. I filamenti verticali sono magnetici e relativistici; i filamenti orizzontali sembrano emettere radiazione termica. I filamenti verticali racchiudono particelle che si muovono a velocità prossime a quella della luce; i filamenti orizzontali sembrano accelerare il materiale termico in una nuvola molecolare.

Ci sono diverse centinaia di filamenti verticali e solo poche centinaia di filamenti orizzontali. E i filamenti verticali, che misurano fino a 150 anni luce di altezza, superano di gran lunga le dimensioni dei filamenti orizzontali, che misurano solo da 5 a 10 anni luce di lunghezza. I filamenti verticali adornano anche lo spazio intorno al nucleo della galassia; i filamenti orizzontali sembrano allargarsi solo da un lato, puntando verso il buco nero.

"Una delle implicazioni più importanti del deflusso radiale che abbiamo rilevato è l'orientamento del disco di accrescimento e il deflusso guidato da Sagittarius A* lungo il piano galattico", ha detto Yusef-Zadeh.

La nuova scoperta è piena di incognite e il lavoro di Yusef-Zadeh per svelarne i misteri è appena iniziato. Il team, per ora, ha potuto solo fare supposizioni sui meccanismi e la possibile origine dietro queste strutture.
"Pensiamo che debbano aver avuto origine con una sorta di deflusso da un'attività avvenuta qualche milione di anni fa", ha detto Yusef-Zadeh.