IONell’aprile 2019, l’immagine era su tutte le prime pagine: un’oscillazione arancione brillante con un centro scuro: l’ombra di un vero buco nero. La macchia scura era una sensazione. Per la prima volta gli astronomi sono stati in grado di fornire un esempio di questi oggetti strani ma ormai indubbiamente esistenti che possono essere visti utilizzando una rete globale di radiotelescopi adatti, l'Event Horizon Telescope (EHT). Si trova direttamente al centro della gigantesca galassia attiva M84 nella costellazione della Vergine. Nel 2022 è stato lanciato un altro buco nero, questa volta al centro della nostra galassia, la Via Lattea. A causa della sua posizione nella costellazione del Sagittario e per ragioni storiche, viene chiamato Sagittarius A* o in breve “Sgr A*”.
Oggi, 27 marzo, il team dell'EHT, che comprende più di trecento ricercatori, ha pubblicato una nuova immagine del buco al centro della Via Lattea, e contemporaneamente ha pubblicato due articoli scientifici al riguardo. Lettere del diario astrofisico. Ancora una volta, puoi vedere la macchia scura, che è stata creata perché il campo gravitazionale del buco nero dirige attorno a sé il bagliore arancione visibile delle microonde del disco di materia circostante. Ma questa volta lo scarabocchio arancione è disegnato da decine di linee parallele. Identifica i campi magnetici avvolti attorno al buco nero. Anche questo è degno di nota, perché una struttura molto simile è stata osservata nel buco nero nel cuore della galassia attiva M87.
Per confronto: luce polarizzata dal centro della galassia M87
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Immagine: Collaborazione EHT
I campi magnetici sono diventati visibili perché i ricercatori dell'EHT hanno potuto valutare l'informazione contenuta nella polarizzazione della radiazione raccolta. Nella luce polarizzata – o in altre radiazioni elettromagnetiche come le microonde – le onde oscillano su un piano preferito. Se il plasma – un gas con una temperatura sufficientemente elevata da separare gli elettroni dagli oggetti atomici – è permeato da campi magnetici, ciò influisce sulla polarizzazione della luce che lo attraversa. Pertanto, osservando tale luce e misurandone la polarizzazione, si possono trarre conclusioni sulla struttura e sull'intensità dei campi magnetici coinvolti.
“La scoperta di questi campi magnetici apre una finestra sulle regioni più profonde del Sagittario A*, dove l'interazione tra gravità, magnetismo e curvatura dello spazio-tempo raggiunge il suo apice, afferma Anton Zinsos, direttore del Bonn Max Planck Institute for Radioastronomy, che è fortemente coinvolto nell'EHT. Ciò che interessa davvero ai ricercatori è la somiglianza delle condizioni magnetiche vicino agli orizzonti degli eventi dei due buchi neri supermassicci esaminati finora con l’EHT.
Milioni di volte più pesanti dei buchi neri stellari
Gli astrofisici classificano entrambi gli oggetti come “supermassicci” (il termine più corretto “supermassiccio” in tedesco non è realmente accettato) perché sono milioni di volte più pesanti dei buchi neri che si formano quando stelle molto pesanti collassano alla fine della loro vita. . Ma con poco più di quattro milioni di masse solari, Sagittarius A* è 1.000 volte più piccolo della sua controparte al centro della galassia M87.
Inoltre M87 è una cosiddetta galassia attiva, nel cui buco nero fluiscono costantemente grandi quantità di materia, che si riscalda enormemente e, a causa dell'interazione con i campi magnetici, forma talvolta i cosiddetti getti, come due giganteschi crateri rivolti in direzione opposta direzioni nell'arco di migliaia di anni luce e nello spazio intergalattico. Ci si aspetterebbe differenze significative nella struttura dell'ambiente magnetico di entrambi gli oggetti.
Le ombre dei buchi neri nella nostra galassia (a destra) e nella galassia attiva M87 (a sinistra) confrontate tra loro e con elementi del nostro sistema solare. Voyager 1 è una sonda spaziale lanciata nel 1977 e ora è l'oggetto creato dall'uomo più lontano dal Sole.
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Immagine: Collaborazione EHT (riconoscimento
Ma c’è qualcosa di diverso da notare. “Quello che vediamo ora è che ci sono campi magnetici forti, contorti e organizzati vicino al buco nero al centro della Via Lattea”, afferma Sarah Isson dell’Harvard Center for Astrophysicals, co-leader del progetto EHT. “In combinazione con il fatto che Sagittarius A* ha una struttura di polarizzazione sorprendentemente simile al buco nero M87*, molto più grande e massiccio, abbiamo imparato che campi magnetici forti e ordinati sono essenziali per il modo in cui i buchi neri interagiscono con il gas e la materia che li circonda”. . Di.”
Le interessanti informazioni sulla polarizzazione si ottengono solo ora a causa della particolare complessità delle osservazioni EHT delle ombre di questi due buchi neri, che stanno già mettendo alla prova i limiti di ciò che è tecnicamente possibile. “A differenza dell'immagine standard, che richiede solo informazioni sull'intensità della luce, rappresentare la polarizzazione è molto più difficile”, afferma l'astrofisico teorico Luciano Rizzola dell'Università di Francoforte. “In effetti, la nostra immagine polaroid di Sagittarius A* è il risultato di un attento confronto tra misurazioni reali e centinaia di migliaia di possibili varianti di immagine che possiamo creare utilizzando simulazioni avanzate di supercomputer. Simili alla prima immagine di Sagittarius A*, queste polaroid le immagini rappresentano una sorta di media di tutte le “Misure”.
Sembra che ne sia valsa la pena. “Con un campione di due buchi neri con masse molto diverse e in due galassie molto diverse, è importante sapere quanto sono simili e quanto sono diversi”, afferma Mariafelicia De Laurentiis, vice scienziata del progetto EHT e professoressa all'università. Napoli. “Dato che entrambi ora ci forniscono la prova della presenza di forti campi magnetici, è ovvio che questa è una proprietà universale, forse addirittura fondamentale, di questi tipi di sistemi. Le somiglianze tra i due buchi neri potrebbero includere anche la presenza di getti. In M87 abbiamo potuto osservare un getto “Molto chiaro. D'altra parte, dobbiamo ancora trovare Sagittarius A*.”