Due dischi che ruotano in direzioni opposte attorno al buco nero supermassiccio al centro della galassia NGC 1068


Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” riporta la scoperta di un buco nero supermassiccio al centro della galassia NGC 1068 circondato da due dischi di gas che ruotano in direzioni opposte. Un team di ricercatori guidato da Caterina Maria Violette Impellizzeri del National Radio Astronomy Observatory (NRAO) ha usato il radiotelescopio ALMA per osservare il centro di quella galassia in dettagli sufficienti a rilevare i due dischi e i relativi moti. Quella situazione non è molto stabile e nel futuro una collisione tra i due anelli potrebbe generare un abbondante pasto per il buco nero. Si tratta di un possibile meccanismo di crescita rapida per i buchi neri supermassicci.

Osservazioni compiute nello spazio profondissimo hanno permesso di studiare galassie antichissime scoprendo che buchi neri supermassicci esistevano già quando l’universo aveva “solo” un miliardo di anni. Varie teorie sono state proposte per spiegare come oggetti con masse anche miliardi di volte quella del Sole si siano formati al centro di galassie che all’epoca si erano formate da poco. Questa nuova ricerca propone almeno un possibile meccanismo di crescita rapida per un buco nero supermassiccio.

Distante circa 47 milioni di anni luce dalla Terra, la galassia NGC 1068, conosciuta anche come Messier 77 o semplicemente come M 77, è visibile anche con piccoli telescopi. Ha un nucleo galattico attivo alimentato da un buco nero supermassiccio circondato da una notevole quantità di materiali che riscalda a un punto tale che essi emettono forti radiazioni eletttromagnetiche. Tuttavia, la quantità di polveri in quell’area è notevole e filtra la luce visibile perciò quelle emissioni devono essere studiate con strumenti in grado di rilevare le lunghezze d’onda elettromagnetiche che passano attraverso quelle polveri.

Una ricerca pubblicata sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society letters” nel dicembre 2015 descriveva una ricerca sul buco nero supermassiccio al centro della galassia NGC 1068 che tra le altre cose notava che la struttura del disco attorno ad esso non è omogenea. In quel caso, i telescopi spaziali XMM-Newton dell’ESA e NuSTAR della NASA avevano rilevato i raggi X emessi da quei materiali. In questa nuova ricerca, la potenza e la sensibilità del radiotelescopio ALMA sono state sfruttate per rilevare le onde radio emesse da quei materiali ottenendo risultati molto interessanti e sorprendenti.

I dettagli del nucleo della galassia NGC 1068 rilevati dal radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), inaugurato nel marzo 2012, hanno mostrato che attorno al suo buco nero supermassiccio c’è un disco interno tra 2 e 4 anni luce circa che ruota nello stesso verso della galassia e un secondo disco più esterno tra 4 e 22 anni luce circa che ruota nel verso opposto.

L’immagine in alto (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), V. Impellizzeri; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello) mostra un’immagine di ALMA che illustra la situazione nel nucleo della galassia NGC 1068. I colori indicano il moto del gas: in blu i materiali che si stanno muovendo verso di noi, in rosso quelli che si stanno allontanando da noi. I triangoli bianchi sono stati aggiunti per mostrare il gas accelerato espulso dal disco interno.

La presenza di due dischi con moti opposti non è normale ma esistono esempi di quel tipo nello spazio. In genere una situazione del genere è la conseguenza di un’interazione tra galassie, in questo caso avvenuta in un lontano passato.

La situazione è stabile solo per il momento ma in futuro i materiali del disco esterno si avvicineranno al disco interno fino a scontrarsi. A quel punto ci potrebbe essere un collasso di entrambi e i materiali finiranno nel buco nero supermassiccio. Potrebbe essere uno dei meccanismi che permette a questi oggetti di crescere notevolmente e ciò rende questa ricerca ancor più interessante. Uno strumento come il radiotelescopio ALMA potrebbe permettere di trovare altre situazioni simili per verificare quest’ipotesi.

Concetto artistico dei dischi attorno al buco nero supermassiccio al centro della galassia NGC 1068 (Immagine NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello)
Concetto artistico dei dischi attorno al buco nero supermassiccio al centro della galassia NGC 1068 (Immagine NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello)

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