Due articoli (disponibili qui e qui) pubblicati sulla rivista “The Astrophysical Journal Letters” riportano diversi aspetti di uno studio di Sagittarius A*, o semplicemente Sgr A*, il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, che ha portato alla creazione di un’immagine in luce polarizzata dell’area attorno ad esso. La collaborazione Event Horizon Telescope (EHT), che include ricercatori dell’INFN (Istituto nazionale di fisica nucleare) e dell’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica), ha usato nuovamente una combinazione di vari radiotelescopi per rilevare la luce polarizzata grazie al fatto che le particelle che ruotano attorno alle linee del campo magnetico determinano uno schema di polarizzazione perpendicolare ad esso.

L’immagine in alto (Collaborazione EHT) mostra il risultato di questo nuovo lavoro. Le linee sovrapposte all’immagine indicano l’orientamento della polarizzazione della luce, che è legata al campo magnetico attorno all’ombra del buco nero supermassiccio Sgr A*.

Le similitudini tra Sgr A* e M87*, il buco nero supermassiccio al centro della galassia M87 costituiscono un risultato interessante che suggerisce che potenti campi magnetici possano essere comuni nei buchi neri. Aiutano anche a capire cosa succede vicino all’orizzonte degli eventi di un buco nero.

La prima immagine generata dalla collaborazione Event Horizon Telescope dell’area attorno a Sgr A* è stata pubblicata nel maggio 2022 e mostrava già similitudini con l’immagine dell’area attorno a M87*. Gli studi di entrambi i buchi neri supermassicci sono continuati con l’analisi di dati raccolti anche in successive campagne di osservazione. Quegli studi hanno riguardato anche i loro campi magnetici grazie alle rilevazioni della polarizzazione della luce che arriva dall’area attorno ad essi.

La rilevazione della luce polarizzata è più complessa di quella “normale”, soprattutto nel caso di Sgr A* a causa dei rapidi cambiamenti causati dal gas che impiega pochi minuti per compiere un’orbita. Nonostante ciò, i sofisticati strumenti utilizzati nelle campagne di osservazione hanno permesso di compiere anche quest’impresa.

Sgr A* ha una massa stimata in poco più di quattro milioni di volte quella del Sole ma è piccolo per un buco nero supermassiccio. M87* è circa mille volte più massiccio, come indicato nell’immagine in basso (Collaborazione EHT (acknowledgment: Lia Medeiros, xkcd), dove le immagini delle aree attorno ad essi sono visualizzate fianco a fianco assieme a un diagramma che illustra le loro dimensioni relative assieme a quelle del Sole e dell’orbita di Plutone con l’aggiunta della posizione della sonda spaziale Voyager 1 in scala.

Mariafelicia De Laurentis, professoressa all’Università di Napoli Federico II e ricercatrice all’INFN, che fa parte della collaborazione EHT, ha spiegato che il fatto che la struttura del campo magnetico di M87* sia così simile a quella di Sgr A* è significativo perché suggerisce che i processi fisici che governano il modo in cui un buco nero alimenta e lancia un getto potrebbero essere universali tra i buchi neri supermassicci, nonostante le differenze di massa, dimensione e ambiente circostante.

Il nuovo risultato ottenuto dall’Event Horizon Telescope offre la possibilità di confrontare buchi neri di dimensioni e masse molto diverse. I dati raccolti saranno utili per migliorare i modelli teorici e quindi la comprensione dei processi in atto vicino al loro orizzonte degli eventi.

Le immagini di M87* avevano rivelato la presenza di getti di materiali espulsi nell’ambiente circostante. Essi non sono stati rilevati in Sgr A* ma ciò non vuol dire che non esistano. Presto comincerà una nuova campagna di osservazione in cui la collaborazione EHT includerà anche altri radiotelescopi e le rilevazioni avverranno anche ad altre frequenze.

Ci sono piani per migliorare ulteriormente il radiotelescopio ALMA, che è già il più potente tra quelli usati nelle campagne EHT. Ciò significa che nei prossimi anni sarà possibile compiere un ulteriore passo avanti in vari studi astronomici, compresi quelli dell’EHT che indagano sui buchi neri supermassicci mettendo alla prova modelli legati alla teoria della relatività e altri che cercano di offrire una nuova teoria unificata.