Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” riporta i risultati delle prime osservazioni mai ottenuti della struttura ad anello che mostra la materia che cade nel buco nero supermassiccio al centro della galassia M87. Un team di ricercatori che include Gabriele Giovannini e Marcello Giroletti dell’INAF (Istituto nazionale di astrofisica) di Bologna ha usato i radiotelescopi ALMA, GLT e alcuni di quelli parte dell’array GMVA per ottenere le immagini che cercavano. Queste immagini mostrano non solo l’area attorno al buco nero ma anche i flussi di materiali che danno origine a un getto relativistico. I dati raccolti sono utili per capire i meccanismi che portano quei getti a raggiungere le energie necessarie per essere accelerati a velocità che si avvicinano a quella della luce.
Molti casi sono stati osservati in cui buchi neri supermassicci inghiottono materiali ed emettono ai poli getti di particelle a energie talmente elevate che vengono accelerate fino a raggiungere velocità estremamente elevate. Osservare le aree vicine ai buchi neri supermassicci non è facile, anche perché ben che vada sono lontani parecchi milioni di anni luce.
Il buco nero supermassiccio al centro della galassia M87 è relativamente vicino e in una posizione favorevole per osservarlo chiaramente. Sono i motivi per cui è stato scelto come primo obiettivo di osservazioni dalla Collaborazione EHT (Event Horizon Telescope) per l’immagine ormai diventata celebre pubblicata nel 2019. Tuttavia, per studiare il getto relativistico visibile dalla Terra servivano osservazioni un po’ diverse.
Per questo studio specifico, i ricercatori hanno condotto rilevazioni a una lunghezza d’onda di 3,5 millimetri, più adatta a rivelare le strutture più estese della fonte rispetto a quella di 1,3 millimetri usata dalla Collaborazione EHT. In questo nuovo studio, hanno usato una combinazione dei radiotelescopi ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), GLT (Greenland Telescope) e alcuni del GMVA (Global Millimeter VLBI Array).
La combinazione delle osservazioni condotte a 3,5 mm con ALMA, GLT e GMVA ha mostrato una struttura ad anello che ha un diametro che è del 50% più grande di quanto osservato con l’EHT a 1,3 mm. Ciò corrisponde alle previsioni riguardanti l’emissione di plasma a velocità relativistiche in quell’area.
Le emissioni provenienti da quella regione della galassia M87 sono prodotte dall’interazione tra elettroni molto carichi di energia e campi magnetici in quella che viene chiamata radiazione di sincrotrone. Le osservazioni mostrano nuovi dettagli della locazione e dell’energia di questi elettroni. Ci dicono anche qualcosa sul buco nero stesso e cioè che non è molto affamato dato che consuma la materia dell’anello a una bassa velocità convertendone solo una piccola frazione nella radiazione che fornisce al getto l’energia per raggiungere velocità relativistiche.
Gli studi dell’area attorno al buco nero supermassiccio al centro di M87 continueranno. Una nuova campagna di osservazioni è già in atto e radiotelescopi come il Sardinia Radio Telescope sono in fase di potenziamento e nel futuro potranno contribuire alle rilevazioni a 3,5 mm per cogliere altri dettagli dei processi in atto. Ad esempio, i dati suggeriscono che oltre al gas che cade nel buco nero supermassiccio vi sia una sorta di vento che causa turbolenza e caos attorno ad esso. Le nuove indagini potranno mostrare ancor di più ciò che succede attorno a questi oggetti davvero estremi.
