È una sorgente che gli astronomi conoscono sin dalla fine dell’Ottocento, la galassia attiva OJ 287. Situata a circa cinque miliardi di anni luce dalla Terra, si è fatta notare negli anni per le sue eruzioni di luce dall’andamento ciclico: comportamento che ha portato a ipotizzare la presenza, al suo centro, di due buchi neri supermassicci – un sistema binario di massa complessiva pari ad almeno un miliardo di volte quella del Sole. Un articolo pubblicato questa settimana su Astronomy & Astrophysics annuncia che è stato finalmente possibile indagarne il nucleo con osservazioni ad alta risoluzione, rivelando così la struttura “a nastro” – una sorta di stella filante che si attorciglia e si contorce – del plasma in uscita dal cuore della galassia.
Per osservare l’enigmatico quasar OJ 287, la missione RadioAstron Space Vlbi (a sinistra) ha combinato osservazioni da un radiotelescopio spaziale (Spektr-R) e da 27 radiotelescopi terrestri per creare un telescopio virtuale cinque volte più grande del diametro terrestre. A destra: zoom progressivo sul getto di OJ 287 con risoluzione crescente. In alto: Vlba a 15 GHz (scala 18 pc). Al centro: Vlbi a 43 GHz (scala 4,5 pc). In basso: RadioAstron a 22 GHz (scala 1,8 pc), che rivela per la prima volta la struttura a nastro con molteplici curve strette. Crediti: Juan Carlos Algaba/ Universiti Malaya
«Utilizzando l’interferometria spaziale con il satellite RadioAstron a 22 GHz siamo riusciti a raggiungere una risoluzione di appena 15 microsecondi d’arco, corrispondenti a circa 0,1 parsec», spiega a Media Inaf uno dei coautori dell’articolo, Gabriele Bruni dell’Inaf di Roma, «osservando per la prima volta una morfologia della parte del getto più vicina al buco nero con molteplici “curve” ravvicinate – a meno di un millisecondo d’arco dal nucleo».
L’interferometria spaziale alla quale fa riferimento Bruni è un’estensione a dimensioni extraplanetarie della classica tecnica radioastronomica detta Vlbi, dall’inglese very long base interferometry. Estensione resa possibile dall’aggiunta, ai 27 radiotelescopi terrestri usati in precedenza dalla rete Vlbi, di un radiotelescopio spaziale, appunto: il satellite russo RadioAstron. In tal modo, la “lunghissima base” dell’array interferometrico diventa ancora più lunga, creando un telescopio virtuale dal diametro pari a cinque volte quello della Terra: quanto basta per arrivare a una risoluzione equivalente a quella richiesta – questa l’analogia proposta dagli autori dello studio – per leggere guardandolo dall’Olanda un giornale a New York.
La struttura irregolare del getto di plasma di OJ 287 osservato con RadioAstron e la rete Vlbi. Crediti: Efthalia Traianou/Università di Heidelberg
Questa risoluzione straordinaria ha consentito non solo di svelare l’intricata forma a nastro del getto di plasma di OJ 287, ma anche di evidenziare regioni all’interno del getto nelle quali la temperatura supera i diecimila miliardi di gradi, segno di attività estrema nei pressi del buco nero. È stato inoltre possibile assistere ai primissimi istanti di formazione – sempre lungo il getto – di una nuova onda d’urto che è successivamente entrata in collisone con un’onda d’urto stazionaria precedente, evento in corrispondenza del quale si è registrata, a inizio 2017, un’emissione da OJ 287 di raggi gamma con energie nell’ordine dei teraelettronvolt.
«Abbiamo assistito alla nascita di una componente del getto e l’abbiamo seguita mentre percorreva questo bellissimo nastro fino a quando non è entrata in collisione con un’onda d’urto, producendo i raggi gamma più energetici mai rilevati da questa sorgente», dice la prima autrice dello studio, Thalia Traianou dell’Università di Heidelberg (Germania).
Queste nuove e sorprendenti osservazioni dei getti potrebbero anche fornire nuovi indizi sulla possibile natura binaria del buco nero di OJ 287, per la quale, come dicevamo, ci sono già da tempo numerosi elementi a favore, legati perlopiù alla periodicità delle sue emissioni. La struttura del getto emersa dal nuovo studio confermerebbe questa ipotesi. Se due buchi neri massicci orbitano l’uno attorno all’altro nel cuore della galassia, il loro movimento potrebbe infatti periodicamente torcere e riorientare il getto. Effetti che la risoluzione delle nuove osservazioni radio rende finalmente rilevabili. La torsione osservata, sottolineano inoltre gli autori dello studio, è anche in linea con l’oscillazione di lunga durata osservata nel getto di OJ 287, probabilmente causata dalla precessione prodotta dal moto orbitale.
«Questo risultato, in aggiunta all’evoluzione osservata per l’orientamento del getto tra il 2014 e il 2017, indica cambiamenti di angolo di posizione fino a circa 30 gradi», osserva a questo proposito Bruni, «offrendo supporto parziale a modelli di precessione legati a un sistema di buchi neri supermassicci binari, benché non tutti i dati rispettino perfettamente le previsioni».
Per saperne di più:
- Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “Revealing a ribbon-like jet in OJ 287 with RadioAstron”, di E. Traianou, J. L. Gómez, I. Cho, A. Chael, A. Fuentes, I. Myserlis, M. Wielgus, G. -Y. Zhao, R. Lico, K. Moriyama, L. Dey, G. Bruni, R. Dahale, T. Toscano, L. I. Gurvits, M. M. Lisakov, Y. Y. Kovalev, A. P. Lobanov, A. B. Pushkarev e K. V. Sokolovsky