LO STUDIO È STATO PUBBLICATO SU THE ASTRONOMICAL JOURNAL

Così i campi magnetici aiutano i buchi neri

Per la prima volta, grazie a osservazioni radio polarimetriche e ai dati di Sofia, è stato possibile analizzare l’effetto del campo magnetico nei flussi di polvere e gas verso le regioni centrali di formazione stellare della galassia Ngc 1097, arrivando alla conclusione che anche i campi magnetici, come la gravità, contribuiscono ad alimentare il buco nero supermassiccio al centro della galassia

     07/03/2022
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I flussi di gas all’esterno e all’interno dell’anello di intensa formazione stellare (starburst ring, in scala di colori) della galassia a spirale Ngc 1097 seguono il campo magnetico, alimentando il buco nero supermassiccio con la materia della galassia. Crediti: Eso/Prieto et al.

Un buco nero supermassiccio al centro di una galassia ha sicuramente un ruolo non secondario nella morte della galassia stessa, divorando la polvere e il gas circostanti e non lasciando materiale sufficiente per la formazione di nuove stelle. Tuttavia, la gravità non è abbastanza forte da giustificare da sola il trasferimento di tutto il materiale.

Diverse teorie hanno proposto che la gravità potrebbe essere aiutata dai campi magnetici, che spingono la materia verso le fameliche fauci del buco nero.

Con l’aiuto delle osservazioni dello Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, o Sofia, queste teorie sono state ora confermate. Mappando la forma dei campi magnetici nella regione centrale di Ngc 1097, una galassia a spirale barrata distante circa 45 milioni di anni luce, i ricercatori hanno scoperto che i campi magnetici aiutano a trasportare polvere e gas verso il buco nero supermassiccio al centro della galassia stessa.

«Possiamo, per la prima volta, analizzare l’effetto del campo magnetico nei flussi di gas verso le regioni [centrali] di formazione stellare utilizzando Sofia e nel centro galattico usando osservazioni radio polarimetriche», spiega Enrique Lopez-Rodriguez, primo autore dell’articolo recentemente pubblicato su The Astronomical Journal.

Ngc 1097 presenta una regione di intensa formazione stellare verso il suo centro, nota come starburst ring. Visto che osservare i campi magnetici in aree molto dense è uno dei punti di forza di Sofia, Lopez-Rodriguez e il suo team hanno utilizzato Sofia per studiare queste dense regioni dell’anello in cui è presente intensa formazione stellare. Osservazioni radio polarimetriche effettuate all’interno dell’anello hanno invece permesso di avere un quadro più chiaro di questa regione.

Questa figura mostra l’orientamento del campo magnetico (linee di flusso) e la direzione (linee di flusso animate) nel centro dello starburst ring della galassia a spirale Ngc 1097, utilizzando i dati delle osservazioni radio polarimetriche. Crediti: Lopez-Rodriguez et al.

I ricercatori hanno trovato una notevole differenza nella morfologia dei campi magnetici delle due regioni. Le osservazioni di Sofia mostrano il campo magnetico che alimenta la materia nello starburst ring, mentre le osservazioni radio polarimetriche mostrano il campo magnetico che si muove a spirale nel centro della galassia, alimentando il buco nero supermassiccio.

Orientazione del campo magnetico all’interno dello starburst ring di Ngc 1097. Le linee blu indicano dati nel lontano infrarosso ottenuti da Sofia, mentre le linee rossa e arancione sono osservazioni radio polarimetriche. Il campo magnetico ha configurazioni diverse alle lunghezze d’onda del lontano infrarosso rispetto alle lunghezze d’onda radio. Crediti: Lopez-Rodriguez et al.

Nonostante questa sorprendente differenza, le due regioni non sono completamente disconnesse: lo studio dimostra che i campi magnetici nella galassia aiutano a fornire gas e polvere al buco nero nel suo centro. Complessivamente, i campi su larga scala seguono la forma dei bracci a spirale, incanalando la materia nell’anello e nelle sue regioni più interne, e dall’anello più in profondità verso il buco nero, che può così divorare il materiale. Ciò conferma che non è solo la gravità ad aiutare un buco nero a nutrirsi del materiale nella sua galassia ospite, bensì che anche i campi magnetici svolgono un ruolo.

Infine, conclude Lopez-Rodriguez: «Le nostre osservazioni forniscono anche la prova che i campi magnetici situati in prossimità dei buchi neri al centro delle galassie attive potrebbero derivare dal campo magnetico su larga scala nella galassia ospite».

Questa prima osservazione dei campi magnetici che contribuiscono ad alimentare i buchi neri supermassicci aiuta a rispondere a domande fondamentali su come le galassie si evolvono e alla fine muoiono.

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