Questa immagine a falsi colori mostra la galassia M87. L'emissione ottica (SDSS) è mostrata in azzurro e bianco, mentre quella radio (LOFAR) in arancione e giallo. Al centro dell’emissione radio è presente una zona ad elevata brillanza, dovuta alla presenza del getto di particelle generato dal buco nero supermassivo.
Sono come specie simbiotiche: la galassia e il buco nero supermassivo al suo centro. È infatti la galassia che nutre il buco nero fornendogli gas da inghiottire. In cambio il buco nero restituisce alla galassia energia mediante getti relativistici di particelle.
Alcuni buchi neri si trovano in una fase di accrescimento e durante questo processo parte della materia che è in procinto di precipitare al loro interno, viene invece proiettata a grandi distanze con velocità prossime a quella della luce. Questi getti di materia sono altamente collimati e quando rallentano formano una bolla estesa e tenue di plasma ad alta temperatura, invisibile ai telescopi ottici, ma estremamente luminosa quando osservata alle basse frequenze per cui LOFAR è stato pensato. Ed è grazie a questo radio-telescopio di nuova concezione che un team internazionale di astronomi ha ottenuto una delle migliori immagini mai realizzate dell’emissione prodotta da un buco nero supermassivo a frequenze comprese tra 20 e 160 MHz. L’immagine mostra un’enorme bolla di plasma le cui dimensioni superano quelle della galassia al cui centro si trova il buco nero stesso.
“Questo risultato è estremamente importante”, dice Francesco de Gasperin, ricercatore all’Università di Amburgo e primo autore dello studio che è stato pubblicato da Astronomy and Astrophysics grazie anche alla collaborazione di un team internazionale di ricercatori impegnati nel progetto LOFAR tra cui i due astronomi INAF Matteo Murgia (Osservatorio Astronomico di Cagliari) e Gianfranco Brunetti (Istituto di Radioastronomia di Bologna), “in quanto fornisce la prova inoppugnabile dell’interazione tra il buco nero supermassivo e la galassia ospitante, oltre a mettere in evidenza le enormi potenzialità di LOFAR”.
Quest’immagine è stata realizzata durante la fase di test di LOFAR. Gli scienziati hanno osservato la grande galassia ellittica M87, al centro di un ammasso di galassie nella costellazione della Vergine. Questa galassia, un vero gigante, ben 2000 volte più grande della nostra Via Lattea, ospita nel suo nucleo un buco nero tra i più massivi mai scoperti, con una massa di circa 6 miliardi di volte quella del nostro Sole. Questo buco nero inghiotte continuamente materia, al ritmo di una massa pari a quella dell’intero pianeta Terra ogni pochi minuti, e ne converte una parte in radiazione a una parte in potenti getti, i quali sono infine responsabili dell’emissione radio osservata da LOFAR.
“Un altro aspetto estremamente interessante”, dice Andrea Merloni del Max Planck Institute di Fisica Extraterreste e relatore di dottorato di de Gasperin, “è che grazie a questi risultati siamo stati in grado di trarre conclusioni anche sui processi violenti tramite i quali la materia viene convertita in energia nei pressi del buco nero. In questo caso specifico, per esempio, il buco nero sembra essere molto più efficiente nell’accelerare getti piuttosto che nel produrre radiazione elettromagnetica”.
La Big Babol del buco nero – Il comunicato stampa dell’INAF
Ascolta l’intervista di Francesco Rea a Matteo Murgia sulla scoperta