Secondo un articolo pubblicato sull'Astrophysical Journal Letters, il telescopio ALMA ha catturato le prime immagini in assoluto del disco di accrescimento di un buco nero - una "ciambella" di gas riscaldato e materia che ruota attorno ad esso e che assorbe gradualmente.
“Nello spiegare le varie caratteristiche dei quasar, crediamo da tempo che i buchi neri supermassicci attivi siano circondati da una struttura a forma di ciambella di gas e polvere. Non siamo riusciti a vederla, dato che è molto piccola. È stato solo grazie all'altissima risoluzione di ALMA che siamo stati in grado di realizzare questo sogno e confermare l'esistenza di una struttura del genere , afferma Mastoshi Imanishi del Japanese National Astronomical Observatory di Tokyo.
Ciambelle e bagel spaziali
Buchi neri supermassicci possono essere trovati al centro di quasi tutte le galassie. A differenza dei buchi neri, che compaiono quando le stelle collassano, la loro massa è diversi milioni di volte quella del Sole. Assorbono periodicamente stelle, altri corpi celesti e gas ed espellono parte della materia catturata sotto forma di getti: fasci di plasma riscaldato che si muovono a velocità prossima alla luce.
Queste emissioni, secondo gli astronomi, sono il risultato del fatto che i buchi neri non sono in grado di assorbire la materia in quantità illimitate. Esiste un certo confine, che gli astrofisici chiamano limite di Eddington: quando viene raggiunto, la sostanza inizia ad accumularsi nelle vicinanze del buco nero sotto forma di una "ciambella" calda - un disco di accrescimento, dove le particelle si sfregano l'una contro l'altra, si riscaldano fino a temperature elevatissime e vengono lanciate nello spazio.
Non tutti i buchi neri si comportano in questo modo, spiega Imanishi. Ad esempio, l'oggetto Sgr A * al centro della nostra galassia si distingue per una modesta disposizione e appetito, non ha getti e un disco di accrescimento. La questione di come si forma il disco di accrescimento e perché alcuni buchi neri perdono bruscamente il loro appetito o, al contrario, lo acquisiscono, è diventata una delle domande principali in astronomia.
Gli astrofisici giapponesi hanno compiuto il primo passo verso la soluzione di questo mistero osservando la galassia a spirale M77 nella costellazione del Cetus (uno dei vicini più vicini della Via Lattea) con il telescopio a microonde ALMA sull'altopiano Chahnantor in Cile.
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Pranzo al buco nero
Il disco di questa galassia è girato nella nostra direzione "rivolto", il che consente agli astronomi di seguire ciò che sta accadendo al suo centro, dove si trova uno dei buchi neri supermassicci più attivi e luminosi nelle immediate vicinanze della Via Lattea.
Per cercare una "ciambella" al suo centro, scienziati giapponesi hanno scelto un trucco: hanno osservato due tipi di molecole che possono essere presenti nelle vicinanze di un buco nero, ma si comportano diversamente in condizioni diverse. Ad esempio, le molecole di monossido di carbonio, che ALMA può distinguere bene, si trovano in quasi tutti gli angoli delle galassie e possono emettere microonde in quasi tutte le condizioni.
D'altra parte, sostanze come l'acido cianidrico o alcune aldeidi (i composti più semplici di ossigeno, idrogeno e carbonio) diventano visibili alle antenne ALMA solo quando si trovano in nuvole di gas particolarmente dense. Il disco di accrescimento, spiegano gli astronomi, dovrebbe essere molto più denso degli ammassi di materia circostanti e può essere rilevato osservando l'eccesso di questi due composti.
L'idea ha dato i suoi frutti: gli astrofisici giapponesi sono riusciti a ottenere le prime fotografie dettagliate della "ciambella" del disco di accrescimento e hanno rivelato inaspettatamente alcune delle sue proprietà. Ad esempio, si è scoperto che ha una forma allungata e irregolare - questo suggerisce che la sua rotazione è controllata da processi casuali, e non solo dall'attrazione del "proprietario" del centro della galassia.
Gli astronomi sperano che ulteriori osservazioni di M77 aiuteranno a capire esattamente come la sua "ciambella" ha assunto una forma così insolita e perché il buco nero al centro della Via Lattea non ne ha una.
