La “ciambella” di polvere attorno a un buco nero supermassiccio osservata per la prima volta
Per la prima volta è stata osservata direttamente una “ciambella di polvere” – tecnicamente chiamata toro – che avvolge un buco nero supermassiccio. A intercettarla è stato un team di ricerca internazionale guidato da scienziati del National Radio Astronomy Observatory (NRAO), che hanno collaborato con colleghi dell'Astrophysics Group presso il Cavendish Laboratory di Cambridge e dell'Università John Moores (Gran Bretagna). Gli scienziati, coordinati dall'astrofisico Chris Carilli, per raggiungere questo straordinario traguardo si sono avvalsi del potente Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) della National Science Foundation. Non si tratta della prima immagine dell'orizzonte degli eventi di un buco nero, la cui storica pubblicazione è prevista per il 10 aprile, ma di un'altra importante caratteristica teorizzata da decenni, associata ai cosiddetti nuclei galattici attivi (AGN).
Una galassia lontana lontana. Carilli e colleghi hanno puntato Cygnus A, una potentissima radiogalassia sita a ben 760 milioni di anni luce dal nostro sistema, nel cuore dell'omonima costellazione. Le radiogalassie sono galassie che emettono onde radio significativamente più intense rispetto alle comuni galassie; sono spinte da un “motore centrale” chiamato nucleo galattico attivo, che proietta materiale ad anni luce di distanza quasi alla velocità della luce. Il nucleo galattico attivo non è altro che un buco nero supermassiccio, e nel caso di Cygnus A ha una massa pari a ben 2,5 miliardi di soli. Si tratta di uno dei più energetici conosciuti dagli scienziati. Questi buchi neri supermassicci sono circondati da una densa ciambella di polveri e gas che prende il nome di toro; è proprio questo toro che Carilli e colleghi, grazie al sensibilissimo VLA, sono riusciti a osservare direttamente per la prima volta. L'immagine ottenuta dallo strumento – non una vera fotografia – mostra che il toro possiede un raggio di ben 900 anni luce.
“È davvero bello trovare finalmente le prove dirette di qualcosa che a lungo si è ritenuto fosse presente”, ha dichiarato Carilli in un comunicato. “Per determinare con maggiore precisione la forma e la composizione di questo toro, dobbiamo fare ulteriori osservazioni. Ad esempio, l'Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) può osservare le lunghezze d'onda che rivelano direttamente la polvere”, ha aggiunto lo studioso.
Nuclei galattici attivi. I nuclei galattici attivi (AGN) sono un modello unificato di oggetti composti da più "pezzi": un buco nero centrale; un disco di materiale che ruota vorticosamente attorno al “cuore di tenebra”; getti di onde elettromagnetiche e materiale ai poli del buco nero e un gigantesco toro di polveri e gas che circonda l'intera struttura. A seconda dell'angolazione con cui noi osserviamo gli AGN, essi prendono nomi differenti, ovvero quasar, blazar, galassie di Seyfert e così via, questo perché mostrano caratteristiche peculiari in base all'angolo visuale. Cygnus A, ad esempio, lo vediamo in posizione laterale, e il suo toro “nasconde” il buco nero. “Il toro aiuta a spiegare perché gli oggetti conosciuti con nomi diversi in realtà sono la stessa cosa, a causa dell'osservazione da una prospettiva diversa”, ha dichiarato Carilli. I dettagli sul toro osservato dal VLA, individuato anche grazie alla presenza di un secondo buco nero supermassiccio nei pressi del primo, sono stati pubblicati sulla rivista scientifica specializzata The Astrophysical Journal Letters.
