Buchi neri

Schema della Terra come centro di rilevazione di onde gravitazionali a bassissima frequenza emesse da coppie di buchi neri supermassicci (in alto) usando le pulsar (in basso) (Immagine cortesia EPTA)

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Una serie di articoli pubblicati o in fase di pubblicazione sulle riviste “Astronomy and Astrophysics” e “The Astrophysical Journal Letters” riporta vari aspetti della rilevazione di onde gravitazionali a bassissima frequenza. Ricercatori dello European Pulsar Timing Array (EPTA), dell’Indian Pulsar Timing Array (InPta), del Parkes Pulsar Timing Array (PPTA), del Chinese Pulsar Timing Array (CPTA) e del North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NanoGrav) hanno analizzato dati raccolti nel corso di oltre 25 anni usando gruppi di pulsar per ottenere una sorta di rilevatore di onde gravitazionali a livello galattico. Ciò è stato possibile sfruttando l’estrema regolarità dei segnali emessi dalle pulsar per rilevare variazioni inferiori al milionesimo di secondo e le loro correlazioni per individuare onde gravitazionali. Questa tecnica espande l’astronomia delle onde gravitazionali aperta dai rilevatori LIGO e Virgo dall’annuncio della prima rilevazione nel febbraio 2016.

L'area attorno a Sagittarius A* (Immagine IXPE: NASA/MSFC/F. Marin et al; Chandra: NASA/CXC/SAO; Image Processing: L.Frattare, J.Major & K.Arcand)

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Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” riporta le prove che circa 200 anni fa Sagittarius A*, o semplicemente Sgr A*, il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, abbia avuto un periodo di intensa attività durante il quale ha inghiottito notevoli quantità di gas e polveri. Un team di ricercatori guidato da Frédéric Marin dell’Osservatorio astronomico di Strasburgo ha usato soprattutto dati raccolti dal telescopio spaziale IXPE per esaminare la polarizzazione della luce nei raggi X emessa da grandi nubi molecolari luminose vicine a Sgr A*. La conclusione è che la loro luminosità fuori dal normale doveva essere dovuta al fatto che si tratta di emissioni riflesse prodotte da una sorta di eruzione potente e di breve durata del buco nero supermassiccio avvenuta circa 200 anni fa.

Rappresentazione artistica dell’accrescimento di un buco nero (Immagine cortesia John A. Paice)

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Due articoli, uno pubblicato sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” e uno su “The Astrophysical Journal Letters”, riportano altrettanti studi su quella che è stata definita la più grande esplosione cosmica mai rilevata. Due team di ricercatori hanno studiato i dati raccolti con vari strumenti riguardo all’evento catalogato come AT2021lwx offrendo due ipotesi diverse per la sua causa. Entrambi i team ritengono che un buco nero supermassiccio distante circa 8 miliardi di anni luce dalla Terra abbia generato quell’esplosione ma sono in disaccordo su cosa l’abbia innescata: un team indica una nube di gas e polveri che viene inghiottita in modo violento mentre l’altro team indica un evento di distruzione mareale in cui una stella viene divorata.

M87 con il suo buco nero supermassiccio e il getto che produce (Immagine R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF))

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Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” riporta i risultati delle prime osservazioni mai ottenute 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.

L'immagine che mostra l'area attorno al buco nero supermassiccio al centro della galassia M87 nella versione pubblicata nel 2019 e in quella rielaborata col sistema PRIMO

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Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal Letters” riporta i risultati dell’uso di un sistema di apprendimento automatico per ottenere una versione più nitida e dettagliata dell’immagine che mostra l’area attorno al buco nero supermassiccio al centro della galassia M87. Lia Medeiros (Institute for Advanced Study), Dimitrios Psaltis (Georgia Tech), Tod Lauer (NOIRLab) e Feryal Özel (Georgia Tech), tutti membri della Collaborazione Event Horizon Telescope (EHT) che ha ottenuto l’immagine ormai diventata celebre, hanno sviluppato il sistema PRIMO per rielaborare i dati raccolti nel corso della campagna di osservazione originale del 2017. Il loro scopo è di ottenere la massima risoluzione possibile con tutti i dettagli presenti nei dati raccolti dai vari radiotelescopi che partecipano alla Collaborazione EHT. L’immagine, sulla quale i quattro ricercatori detengono i diritti, mostra il confronto tra il celebre risultato pubblicato nel 2019 e quello del primo test con PRIMO.