In viaggio verso la costellazione della Vergine…

… Dove troveremo M87, Virgo A, la galassia ellissoidale e il suo buco nero…

Benvenuti, mi fa piacere vedere che stavolta siete intervenuti in molti, e noto anche che avete un bell’equipaggiamento, questo viaggio è davvero particolare perché probabilmente sveleremo un mistero… siamo diretti ad una galassia davvero gigante… la conoscete la costellazione della Vergine?? Ecco la nostra destinazione è proprio all’interno di questa e siccome vi vedo già interessati, per cui direi che è giunto il momento di dirvi di allacciare bene le cinture di sicurezza che partiamo per una località un po’ diciamo vorticosa….


M 87 the elliptical galaxy.
L’immagine di Stellarium mostra la posizione della galassia ellittica M 87. Credit: Stellarium V 1.2

Eccoci, siamo a 55 milioni dalla Terra ed in questo posto un pochino ameno si trova un enorme, anzi cosa dico enorme un ciclopico buco nero… che detto così sembra ancora poco… ma vi dico, e qui rabbrividirete, che è 6.5 miliardi di volte più massiccio del Sole… questo buco nero si trova in una radio galassiaLe radiogalassie sono galassie attive caratterizzate da un’emissione di onde radio molto intense, circa 100 volte superiori rispetto a quelle delle normali galassie visibili. ellittica chiamata M87.

Ma se questo sembra ancora poco lasciatevi portare ancora più vicino…. questo buco nero dalle immani dimensioni ha dato agli studiosi la grande possibilità di “vederlo in azione”… perché è attraverso l’analisi approfondita dei dati osservati dal 2000 al 2022 da varie reti internazionali di radiotelescopi, che il team di ricerca guidato dal ricercatore post-dottorato presso il laboratorio di Zhejiang, in Cina , Yuzhu Cui ha svelato un ciclo ricorrente di 11 anni nel moto di precessione del getto di base.

I buchi neri supermassicci al centro delle galassie attive, sono gli oggetti celesti più dirompenti del nostro universo, e si ingrandiscono grazie ad enormi quantità di materia che catturano grazie alla loro straordinaria forza gravitazionale, questo provoca la fuoriuscita di plasma che “spruzza” come dei getti a una velocità prossima a quella della luce, fino a migliaia di anni luce di distanza.

Ma aspettate, vi vorrei spiegare un pochino come funziona il meccanismo di trasferimento dell’energia dei buchi neri supermassicci, perché questo disco di accrescimento e getti relativistici hanno lasciato perplessi fisici e astronomi per oltre 100 anni. La teoria prevalente suggerisce che l’energia può essere estratta da un buco nero in rotazione, permettendo alla materia che lo circonda di essere espulsa con grande velocità in una precisa direzione, allineata all’asse di rotazione del buco nero e perpendicolare al piano del suo disco di accrescimento. Tuttavia, la rotazione dei buchi neri supermassicci, è un fattore cruciale in questo processo ed è il parametro più fondamentale oltre alla massa del buco nero, ma sfortunatamente non è ancora stato osservato direttamente.


M87, Black hole,
L’immagine mostra la struttura del getto del buco nero dal 2020 al 2022. Credit: Yuzhu Cui et al. (2023)

Ma chi aiuta gli scienziati è l’interferometria a lunghissima base VLBIVery Long Baseline Interferometry, dove diversi radiotelescopi dislocati sulla Terra lavorano insieme per effettuare l’osservazione di un oggetto, la cui risultante è una combinata simultanea, cioè l’emulare un telescopio di dimensioni pari alla massima distanza tra i telescopi del sistema., come rappresentato dalle recenti immagini dell’ombra del buco nero con EHTEvent Horizon Telescope o Telescopio per l’orizzonte degli eventi, è un sistema interferometrico per osservazioni di regioni interne del disco di accrescimento del buco nero.. Ed è così che l’Event Horizon Telescope ha risolto la sorgente radio centrale e ha trovato una struttura ad anello asimmetrica coerente con le aspettative della relatività generale.

Analizzando i dati VLBI di M87 ottenuti negli ultimi 23 anni, il team giapponese ha individuato un moto di “rotazione” del getto che parte dalla sua base, come mostrato nella simulazione video seguente, ed è evidenziato da un moto di precessioneIl cambiamento della direzione dell’asse di rotazione di un corpo in movimento rotatorio.: tutto questo può darci un’idea dello stato del buco nero centrale.


Il video è una simulazione teorica di un getto proveniente da un buco nero in rotazione e da un disco di accrescimento titolato. Credit: Tomohisa Kawashima, Hiroyuki Takahashi, Ken Ohsuga

Con questa base di 17 anni di osservazioni, è stato riscontrato uno spostamento nella posizione trasversale del getto, forse dovuto a una quasi periodicità tra 8 e 10 anni. Tuttavia, l’origine di questo spostamento laterale rimane poco chiara.

Ecco perché gli studiosi pensano di osservare un buco nero in rotazione che induce la precessione Lense-ThirringEffetto previsto dalla teoria della relatività generale che comporta che i corpi rotanti trascinino lo spaziotempo nel loro intorno. di un disco di accrescimento disallineato. Una precessione simile del getto può verificarsi comunemente in altri nuclei galattici attivi, ma è stata difficile da rilevare a causa delle piccole dimensioni di questi getti ed i lunghi periodi di variazione.

Il video mostra una animazione grafica di un disco di accrescimento e di un getto in precessione attorno a un buco nero in rotazione. Credit: Cui et al. (2023), Intouchable Lab@Openverse, Zhejiang Lab

Questo lavoro, ha fatto collaborare ben 20 radiotelescopi di tutto il mondo, ed ha portato gli studiosi a vedere che il mostruoso buco nero sta effettivamente ruotando, fantastico no?? È davvero bello vedere tutta questa collaborazione!!! Per oggi ho finito, a presto con nuove notizie astronomiche!!!