ANCHE GRAZIE AI RADIOTELESCOPI INAF

BL Lacertae come mai l’avevate vista

Sono state ottenute grazie alla tecnica che prende il nome di Very Long Baseline Interferometry (VLBI) e alla messa a sistema dei dati raccolti da quindici radiotelescopia a Terra e di uno nello spazio le immagini con la più elevata risoluzione angolare mai ottenute in astronomia: 21 micro secondi d'arco. Soggetto privilegiato il lontano nucleo galattico BL Lacertae a circa 900 milioni di anni luce da noi

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L’emissione radio di BL Lacertae elaborata da RadioAstron con una risoluzione angolare da record: 21 microarcosecondi. La grande estensione dell’orbita del radiotelescopio spaziale è direttamente correlata con la risoluzione angolare. Crediti: J.L. Gomez et al., Astrophysical Journal

Quindici radiotelescopi sulla Terra, più uno dallo spazio, hanno unito le forze per ottenere immagini con la più elevata risoluzione angolare mai ottenute in astronomia. Le immagini di BL Lacertae, un lontano nucleo galattico attivo (AGN) a circa 900 milioni di anni luce da noi, ottenute processando i dati di tutte le antenne coinvolte nel programma di ricerca, hanno infatti raggiunto un livello record di dettaglio pari ad appena 21 micro secondi d’arco. Per capire quanto piccolo sia questo angolo, è lo stesso sotto cui ci apparirebbe dal nostro pianeta una moneta da due euro sulla superficie della Luna.

Già da alcuni decenni gli astronomi utilizzano osservazioni congiunte di telescopi in banda radio disseminati sulla Terra per ottenere immagini equivalenti a quelle raggiungibili da un unico strumento di apertura pari alla distanza tra le singole antenne, secondo la tecnica che prende il nome di Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Il salto di qualità è arrivato da qualche anno con l’entrata in funzione di un radiotelescopio spaziale, Spektr-R, della missione RadioAstron guidata dall’Astro Space Center di Mosca. Sfruttando sempre il principio del VLBI terrestre, ma avendo un’antenna che, nella sua orbita, può spingersi fino a 350.000 chilometri da Terra, quasi la distanza della Luna, l’incremento di dettaglio nelle immagini astronomiche in banda radio è straordinario, come dimostrano quelle di BL Lacertae pubblicate oggi in un articolo sulla rivista The Astrophysical Journal.

«L’accurata analisi dei dati ripresi da ciascuna antenna – denominata correlazione – necessaria per ottenere immagini di oggetti cosmici dalle antenne della rete VLBI e RadioAstron è eseguita presso il correlatore dell’Istituto Max Planck di Radioastronomia a Bonn, utilizzando un software dedicato», spiega Gabriele Bruni, ricercatore dell’Istituto Max Planck per la radioastronomia in Germania e associato INAF, responsabile della correlazione e co-investigatore nel progetto.

Le riprese ad altissima risoluzione di BL Lacertae nella banda delle microonde hanno messo a disposizione degli scienziati nuove informazioni sulla natura delle galassie attive, dove un buco nero supermassiccio ingurgita la materia circostante e allo stesso tempo alimenta intensi campi magnetici e una coppia di getti di particelle ad alta energia che vengono espulse a velocità prossime a quella della luce. “Abbiamo scandagliato il ‘cuore’ incandescente di BL Lacertae, dove l’energia della materia osservata e’ molto maggiore di quella che avrebbe un corpo alla temperatura di dieci bilioni  (1013) di gradi » spiega Andrei Lobanov, dell’istituto Max Planck per la radioastronomia e co-investigatore nel progetto di ricerca.

«Il progetto di VLBI Spaziale RadioAstron a cui l’Italia collabora con le antenne INAF di Medicina e Noto (dal 2016 anche con il Sardinia Radio Telescope), ha lo scopo di ottenere immagini con la più alta possibile risoluzione angolare per lo studio della fisica dei getti radio nelle immediate vicinanze dei Super Massicci Buchi Neri al centro dei nuclei galattici attivi» commenta Gabriele Giovannini, associato INAF dell’Università di Bologna, che rappresenta l’INAF nel progetto RadioAstron. «Il lavoro pubblicato oggi dal gruppo guidato da Jose Luis Gomez e che include Gabriele Bruni, già dottorato in Astrofisica e Cosmologia a Bologna, mostrano che è possibile ottenere risultati giudicati inarrivabili solo pochi anni fa: 21 microarcosecondi è il più piccolo angolo misurato sino ad ora in Astrofisica. Nonostante l’enorme distanza tra noi e l’AGN osservato, questi risultati ci permettono di comprendere che i campi magnetici nella vicinanza del buco nero sono avvolti su sé stessi con una struttura a spirale a causa della rotazione del disco di accrescimento attorno al Buco Nero centrale. Grazie a ciò,  gli intensi campi magnetici permettono di confinare ed accelerare i getti radio che vengono sparati dalle regioni centrali con velocità molto vicine a quella della luce. Alle osservazioni ed alla riuscita di questo esperimento in particolare ha partecipato la nostra antenna INAF di Medicina».

Per saperne di più:

  • leggi l’articolo Probing the innermost regions of AGN jets and their magnetic fields with Radioastron. I. Imaging BL Lacertae at 21 microarcsecond resolution di J. L. Gómez et al. pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal