Simulazione di un buco nero supermassiccio. Crediti: Jordy Davelaar et al./Radboud University/BlackHoleCam
Una galassia può stare tranquilla solo se il materiale che la compone (gas, polvere, stelle) non si avvicina troppo pericolosamente al buco nero di massa di milioni di volte quella del Sole che si trova nel suo centro. Quando questo non accade, il povero materiale incauto verrà catturato dalla forza gravitazionale del buco nero ed inizierà a spiraleggiargli intorno vorticosamente formando un disco e una “corona” (una nube di elettroni caldi), quest’ultima irradierà nello spazio sotto forma di raggi X. A questo punto, il nucleo della galassia diventerà attivo (Active Galactic Nucleus, o Agn). In una piccola frazione di galassie attive si assiste alla produzione di spettacolari getti di materia che viaggiano alla velocità vicina a quella della luce (getti relativistici) e che riescono a propagarsi fino a superare le dimensioni della stessa galassia. L’energia emessa da tali getti produce onde radio osservabili con i radio telescopi sulla terra, per questo motivo tali nuclei sono stati storicamente definiti come “radio forti” (Radio Loud Agn), in contrapposizione alla maggior parte dei nuclei attivi che non mostrano i getti relativistici, i “radio quieti” (Radio Quiet Agn).
Francesca Panessa (Inaf Roma) e Ranieri Baldi (University of Southampton), i due primi autori della review pubblicata su Nature Astronomy
Tuttavia a uno sguardo attento, e cioè avendo a disposizione radio telescopi potenti che riescono a osservare bene anche gli oggetti celesti meno forti, i nuclei radio quieti non sembrano poi così quieti. Piuttosto, il fatto che non ci siano dei getti relativistici a dominare le immagini radio consente di studiare una serie di processi fisici fondamentali altrimenti “annegati” sotto la potente luce dei getti. La formazione di nuove stelle, la formazione della corona di elettroni caldi, la produzione di venti e di getti di materia di bassa potenza e velocità sono tra i principali processi in atto nei nuclei delle galassie radio quiete. In alcuni nuclei tutti questi processi coesistono, probabilmente si influenzano a vicenda. Dalle immagini ottenute dai radio telescopi è possibile risalire a quale processo fisico sia in atto all’interno di un determinato nucleo di galassia, con quale intensità e caratteristiche. Lo studio dell’emissione radio negli Agn radio quieti, che fino a poco tempo fa non ha attirato l’attenzione degli scienziati, apre una nuova finestra sulla comprensione della formazione e della geometria delle diverse strutture che si trovano intorno ad un buco nero, consente di risalire a come agisce sulla galassia la formazione di nuove stelle vicino al nucleo, e a come il materiale espulso dal buco nero sotto forma di venti e getti modifichi la chimica e la morfologia della galassia.
L’epoca d’oro della radio astronomia è alle porte (se non già in corso). L’implementazione di radio telescopi già esistenti (come ad esempio la rete di radio telescopi italiana – Italian Vlbi – ed Europea – European Vlbi) associata alla costruzione di strumentazione di nuova generazione (come Ska, lo Square Kilometer Array) offrono la possibilità di osservare le regioni più vicine al buco nero centrale (fino a osservarne l’orizzonte degli eventi, com’è riuscito a fare l’Event Horizon Telescope) e di scoprire migliaia di nuovi nuclei vicini e lontani, quieti ma non troppo. Potremo così dare una risposta ad alcune delle principali questioni astrofisiche ancora aperte, quali ad esempio: come si comporta la materia in un campo gravitazionale forte come quello di un buco nero? Come influisce il “piccolo” (dimensioni infinitesime rispetto a quelle della sua galassia) buco nero sul destino della galassia ospitante?
E parafrasando Robert Browning: “L’universo invecchia, il meglio deve ancora arrivare”.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Astronomy la review “The origin of radio emission from radio-quiet active galactic nuclei”, Francesca Panessa, Ranieri Diego Baldi , Ari Laor, Paolo Padovani, Ehud Behar e Ian McHardy