Un buco nero supermassiccio è “rinato” dopo quasi 100 milioni di anni di silenzio al centro della gigantesca galassia radio J1007+3540. L’emissione osservata, che si estende per quasi un milione di anni luce nello spazio, è stata paragonata all’eruzione di un vero e proprio “vulcano cosmico”. La scoperta è stata possibile grazie alle osservazioni del radiotelescopio Lofar (Low Frequency Array), nei Paesi Bassi, e del Giant Metrewave Radio Telescope (uGMRT) in India. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Le immagini radio mostrano una galassia intrappolata in una lotta caotica tra i getti appena riaccesi del buco nero centrale e la pressione schiacciante dell’enorme ammasso di galassie in cui essa risiede. Sebbene la maggior parte delle galassie ospiti un buco nero supermassiccio, solo alcuni di questi producono potenti getti di plasma magnetizzato osservabili nelle onde radio. J1007+3540, poi, è un caso particolarmente raro, perché mostra prove evidenti di eruzioni multiple. Un chiaro segnale che il suo motore centrale si è acceso, spento e poi riavviato dopo lunghi periodi di quiete. Le osservazioni radio rivelano infatti un getto interno compatto e brillante, considerato la firma inconfondibile del recente risveglio del buco nero. Subito all’esterno si osservano i resti delle precedenti eruzioni: lobi di plasma antico e sbiadito, deformati e compressi dall’ambiente ostile che li circonda.
Questa immagine Lofar di J1007+3540, sovrapposta a un’immagine ottica di Pan-Starrs, mostra un getto interno compatto e brillante, indicativo del risveglio di un buco nero supermassiccio rimasto “addormentato” per milioni di anni nel cuore della gigantesca galassia radio. Crediti: Lofar/Pan-Starrs/S. Kumari et al.
J1007+3540 si trova all’interno di un enorme ammasso di galassie permeato da gas estremamente caldo, che esercita una pressione esterna molto più elevata rispetto a quella sperimentata dalla maggior parte delle galassie radio. Quando i getti riattivati si propagano verso l’esterno vengono piegati, compressi e distorti dall’interazione con questo mezzo denso.
L’immagine ottenuta con Lofar mostra che il lobo settentrionale è fortemente deformato e presenta una struttura di riflusso curvo di plasma, probabilmente spinto lateralmente dal gas caldo dell’ammasso. Le osservazioni dell’uGMRT indicano inoltre che in questa regione sono presenti particelle estremamente antiche che hanno perso gran parte della loro energia, come dimostra la pendenza elevata dello spettro a lunghezze d’onda del radio: un’ulteriore conferma della forte influenza dell’ambiente circostante. Anche la lunga e tenue coda di emissione diffusa che si estende verso sud-ovest racconta una storia spettacolare. Suggerisce infatti che il plasma magnetizzato venga trascinato attraverso l’ammasso, lasciando una scia evanescente vecchia di milioni di anni. Questo indica che la galassia non si limita a produrre getti, ma viene a sua volta modellata e scolpita dall’ambiente cosmico in cui si trova.
Sistemi come J1007+3540 sono estremamente preziosi per comprendere l’evoluzione galattica: mostrano come l’attività dei buchi neri possa riaccendersi ciclicamente, come i getti radio evolvano su scale temporali di milioni di anni e come gli ambienti degli ammassi possano rimodellare la struttura di una galassia radio. Lo studio suggerisce che la crescita delle galassie non sia un processo graduale e tranquillo, bensì il risultato di un’interazione dinamica e spesso violenta tra l’energia rilasciata dai buchi neri e la pressione dell’ambiente circostante.
Il team di ricerca prevede ora di utilizzare osservazioni ancora più sensibili e ad alta risoluzione per esplorare nel dettaglio il nucleo di J1007+3540 e seguire la propagazione dei getti riattivati attraverso questo ambiente estremamente turbolento, aprendo nuove finestre sulla comprensione dei cicli di vita delle galassie.
Per saperne di più:
- Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “Probing AGN duty cycle and cluster-driven morphology in a giant episodic radio galaxy” di S. Kumari, S. Pal, S. Paul e M. Jamrozy